JP3357652B2 - Ｄｎａ分析用ガラスキャピラリ及びその製造方法 - Google Patents
Ｄｎａ分析用ガラスキャピラリ及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＮＡ分析用ガラ
スキャピラリ及びその製造方法に関する。
スキャピラリ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＮＡの分析方法の１つとして電気泳動
法があり、この電気泳動法には、レーザ光励起蛍光のリ
アルタイム検出により感度が高くかつ処理量が大きいと
いう利点がある。
法があり、この電気泳動法には、レーザ光励起蛍光のリ
アルタイム検出により感度が高くかつ処理量が大きいと
いう利点がある。
【０００３】この電気泳動法による分析装置では、バッ
ファ溶液を満たした光学的セルをガラスキャピラリアレ
イが貫通し、ガラスキャピラリアレイの中を泳動してく
るＤＮＡ断片をレーザ光により分析する。このガラスキ
ャピラリアレイは、散乱に起因するバックグラウンド光
を最小化するために、水平に照射されるレーザ光に沿っ
て１列に配されている。
ファ溶液を満たした光学的セルをガラスキャピラリアレ
イが貫通し、ガラスキャピラリアレイの中を泳動してく
るＤＮＡ断片をレーザ光により分析する。このガラスキ
ャピラリアレイは、散乱に起因するバックグラウンド光
を最小化するために、水平に照射されるレーザ光に沿っ
て１列に配されている。
【０００４】しかしながら、上記装置においては、ガラ
スキャピラリの断面形状が円形のため、レーザ光が最初
のガラスキャピラリの表面で散乱してしまい、後に続く
ガラスキャピラリに強度を減少させることなく均一にレ
ーザ光を照射することができない。
スキャピラリの断面形状が円形のため、レーザ光が最初
のガラスキャピラリの表面で散乱してしまい、後に続く
ガラスキャピラリに強度を減少させることなく均一にレ
ーザ光を照射することができない。
【０００５】この問題に対処すべく、キャピラリアレイ
の表面でのレーザ光の散乱を無くすと共にレーザ光によ
りＤＮＡ断片の全ての移動経路を照射するために、光学
的セル内のバッファ溶液の屈折率をガラスキャピラリの
屈折率（約１．５）と同一とするか、又はレーザ光の照
射部分においてキャピラリアレイを取り除くことにより
バッファ溶液のシースフローを形成することが行われて
いる。後者の一例として、Anal. Chem. 1994年第66巻、
1021〜1026頁に記載の装置がある。
の表面でのレーザ光の散乱を無くすと共にレーザ光によ
りＤＮＡ断片の全ての移動経路を照射するために、光学
的セル内のバッファ溶液の屈折率をガラスキャピラリの
屈折率（約１．５）と同一とするか、又はレーザ光の照
射部分においてキャピラリアレイを取り除くことにより
バッファ溶液のシースフローを形成することが行われて
いる。後者の一例として、Anal. Chem. 1994年第66巻、
1021〜1026頁に記載の装置がある。
【０００６】図６は、上記文献に記載のＤＮＡ分析装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【０００７】図６において、密閉した光学的セル１０に
は、鉛直に配向した２０本のガラスキャピラリ１１がピ
ッチ０．３５ｍｍで水平方向に一列に配列されており、
ガラスキャピラリ１１の各々は、光学的セル１０の頂面
部を貫通するゲル充填キャピラリ１２と、光学的セル１
０の底面部を貫通する開放キャピラリ１３とから成る。
ゲル充填キャピラリ１２の下端は、開放キャピラリ１３
上端に１ｍｍの間隔をあけて面している。また、光学的
セル１０には、バッファ容器１４からバッファ溶液１５
が供給され、ゲル充填キャピラリ１２の中にはＤＮＡ断
片１６が導入される。
は、鉛直に配向した２０本のガラスキャピラリ１１がピ
ッチ０．３５ｍｍで水平方向に一列に配列されており、
ガラスキャピラリ１１の各々は、光学的セル１０の頂面
部を貫通するゲル充填キャピラリ１２と、光学的セル１
０の底面部を貫通する開放キャピラリ１３とから成る。
ゲル充填キャピラリ１２の下端は、開放キャピラリ１３
上端に１ｍｍの間隔をあけて面している。また、光学的
セル１０には、バッファ容器１４からバッファ溶液１５
が供給され、ゲル充填キャピラリ１２の中にはＤＮＡ断
片１６が導入される。
【０００８】バッファ容器１４のバッファ溶液１５のヘ
ッドにより、開放キャピラリ１３の上端開口近傍にバッ
ファ溶液１５のシースフロー１７が形成され、このシー
スフロー１７が開放キャピラリ１３に流れ込むときに、
ＤＮＡ断片１６が開放キャピラリ１３の中に導かれる。
シースフロー１７のレベルにはレーザ光が照射され、シ
ースフロー１７中のＤＮＡ断片のＤＮＡ分析に供され
る。このレーザ光としては、例えば、Ａｒ+４８８ｎｍ
及びＹＡＧ５３２ｎｍの２つのレーザ光が用いられる。
ッドにより、開放キャピラリ１３の上端開口近傍にバッ
ファ溶液１５のシースフロー１７が形成され、このシー
スフロー１７が開放キャピラリ１３に流れ込むときに、
ＤＮＡ断片１６が開放キャピラリ１３の中に導かれる。
シースフロー１７のレベルにはレーザ光が照射され、シ
ースフロー１７中のＤＮＡ断片のＤＮＡ分析に供され
る。このレーザ光としては、例えば、Ａｒ+４８８ｎｍ
及びＹＡＧ５３２ｎｍの２つのレーザ光が用いられる。
【０００９】このようなＤＮＡ分析装置に用いられるゲ
ル充填キャピラリ１２としては、図７の断面図に示すよ
うな、内孔の断面形状が正方形（ｄ＝５〜１０μｍ）の
内孔を有する断面形状が正方形（Ｄ＝３００μｍ）の石
英ガラスが用いられている。
ル充填キャピラリ１２としては、図７の断面図に示すよ
うな、内孔の断面形状が正方形（ｄ＝５〜１０μｍ）の
内孔を有する断面形状が正方形（Ｄ＝３００μｍ）の石
英ガラスが用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学的
セル１０内のバッファ溶液１５の屈折率をガラスキャピ
ラリ１１の屈折率（約１．５）と同一とする方法、又は
レーザ光の照射部分においてガラスキャピラリ１１を取
り除くことにより該取り除かれた部分にバッファ溶液１
５のシースフロー１７を形成する方法には、電気泳動法
によるＤＮＡ分析における検出効率を高めることができ
るが、特別のバッファ溶液を準備したり、分析装置の構
成が複雑になるという欠点がある。
セル１０内のバッファ溶液１５の屈折率をガラスキャピ
ラリ１１の屈折率（約１．５）と同一とする方法、又は
レーザ光の照射部分においてガラスキャピラリ１１を取
り除くことにより該取り除かれた部分にバッファ溶液１
５のシースフロー１７を形成する方法には、電気泳動法
によるＤＮＡ分析における検出効率を高めることができ
るが、特別のバッファ溶液を準備したり、分析装置の構
成が複雑になるという欠点がある。
【００１１】本発明の目的は、電気泳動法によるＤＮＡ
分析装置の検出効率を高めることができ、しかも分析装
置の構成を簡単にすることができるＤＮＡ分析用ガラス
キャピラリ及びその製造方法を提供することにある。
分析装置の検出効率を高めることができ、しかも分析装
置の構成を簡単にすることができるＤＮＡ分析用ガラス
キャピラリ及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のガラスキャピラリは、内孔を有する
ＤＮＡ分析用ガラスキャピラリにおいて、前記キャピラ
リ及び前記内孔の各々は断面形状が矩形であり、前記内
孔は断面形状の短辺方向に関して前記キャピラリの中央
からオフセットしていることを特徴とする。
に、請求項１記載のガラスキャピラリは、内孔を有する
ＤＮＡ分析用ガラスキャピラリにおいて、前記キャピラ
リ及び前記内孔の各々は断面形状が矩形であり、前記内
孔は断面形状の短辺方向に関して前記キャピラリの中央
からオフセットしていることを特徴とする。
【００１３】請求項１記載のガラスキャピラリによれ
ば、キャピラリ及び内孔の各断面形状が矩形であり、内
孔は断面形状の短辺方向に関してキャピラリの中央から
オフセットしているので、ガラスキャピラリの表面にお
けるレーザ光の散乱を防止してレーザ光の透過率を増大
させ、もって電気泳動法によるＤＮＡ分析装置の検出効
率を高めることができるのに加えて、内孔の断面形状長
編方向に沿って薄肉部を形成して、レーザ光によるＤＮ
Ａ断片からの蛍光等のガラス中での吸収ロスを低減する
ことができる。即ち、ガラスキャピラリの薄肉部側から
ガラスキャピラリ中を泳動するＤＮＡ体のラベル信号の
検出感度を大きくすることができる。
ば、キャピラリ及び内孔の各断面形状が矩形であり、内
孔は断面形状の短辺方向に関してキャピラリの中央から
オフセットしているので、ガラスキャピラリの表面にお
けるレーザ光の散乱を防止してレーザ光の透過率を増大
させ、もって電気泳動法によるＤＮＡ分析装置の検出効
率を高めることができるのに加えて、内孔の断面形状長
編方向に沿って薄肉部を形成して、レーザ光によるＤＮ
Ａ断片からの蛍光等のガラス中での吸収ロスを低減する
ことができる。即ち、ガラスキャピラリの薄肉部側から
ガラスキャピラリ中を泳動するＤＮＡ体のラベル信号の
検出感度を大きくすることができる。
【００１４】請求項２記載のガラスキャピラリは、請求
項１記載のガラスキャピラリにおいて、前記ガラスキャ
ピラリに対する前記内孔の断面積比が２５〜９０％であ
ることを特徴とする。
項１記載のガラスキャピラリにおいて、前記ガラスキャ
ピラリに対する前記内孔の断面積比が２５〜９０％であ
ることを特徴とする。
【００１５】請求項２記載のガラスキャピラリによれ
ば、ガラスキャピラリの強度を維持しつつレーザ光の透
過率の低下を防止することができる。
ば、ガラスキャピラリの強度を維持しつつレーザ光の透
過率の低下を防止することができる。
【００１６】請求項３記載のガラスキャピラリは、請求
項１又は２記載のガラスキャピラリにおいて、前記内孔
の断面形状は長方形であることを特徴とする。
項１又は２記載のガラスキャピラリにおいて、前記内孔
の断面形状は長方形であることを特徴とする。
【００１７】請求項３記載のガラスキャピラリによれ
ば、内孔の断面形状短辺方向に沿って薄肉部を形成して
レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することができ
ると共に、内孔の断面形状長辺方向に沿って厚肉部を形
成してキャピラリの強度を増大することができる。
ば、内孔の断面形状短辺方向に沿って薄肉部を形成して
レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することができ
ると共に、内孔の断面形状長辺方向に沿って厚肉部を形
成してキャピラリの強度を増大することができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】請求項４記載のガラスキャピラリは、請求
項１乃至３のいずれか１項に記載のガラスキャピラリに
おいて、前記ガラスは、全鉄分Ｆｅ2Ｏ3が１０００ｐｐ
ｍ以下であるシリケートガラスから成ることを特徴とす
る。
項１乃至３のいずれか１項に記載のガラスキャピラリに
おいて、前記ガラスは、全鉄分Ｆｅ2Ｏ3が１０００ｐｐ
ｍ以下であるシリケートガラスから成ることを特徴とす
る。
【００２１】請求項４記載のガラスキャピラリによれ
ば、レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することが
できる。とりわけ５００ｎｍ以下のレーザ光を用いる場
合での吸収ロスを低減することができる。
ば、レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することが
できる。とりわけ５００ｎｍ以下のレーザ光を用いる場
合での吸収ロスを低減することができる。
【００２２】請求項５記載のガラスキャピラリは、請求
項４記載のガラスキャピラリにおいて、前記シリケート
ガラスは、ＳｉＯ2４５重量％以上の組成を有すること
を特徴とする。
項４記載のガラスキャピラリにおいて、前記シリケート
ガラスは、ＳｉＯ2４５重量％以上の組成を有すること
を特徴とする。
【００２３】請求項５記載のガラスキャピラリによれ
ば、紫外線領域の光の透過、及び酸やアルカリに対する
化学的耐久性の向上を図ることができる。
ば、紫外線領域の光の透過、及び酸やアルカリに対する
化学的耐久性の向上を図ることができる。
【００２４】請求項６記載のガラスキャピラリは、請求
項５記載のガラスキャピラリにおいて、前記シリケート
ガラスは、ＳｉＯ2４５〜８０重量％、Ａｌ2Ｏ3１〜２
０重量％、二価の金属酸化物５〜３０重量％、一価の金
属酸化物４〜１４重量％の組成を有することを特徴とす
る。
項５記載のガラスキャピラリにおいて、前記シリケート
ガラスは、ＳｉＯ2４５〜８０重量％、Ａｌ2Ｏ3１〜２
０重量％、二価の金属酸化物５〜３０重量％、一価の金
属酸化物４〜１４重量％の組成を有することを特徴とす
る。
【００２５】請求項６記載のガラスキャピラリによれ
ば、化学的耐久性の向上を図りつつ、ガラスキャピラリ
の成形性の向上を図ることができる。
ば、化学的耐久性の向上を図りつつ、ガラスキャピラリ
の成形性の向上を図ることができる。
【００２６】請求項７記載のガラスキャピラリは、請求
項６記載のガラスキャピラリにおいて、前記二価の金属
酸化物は、ＭｇＯ０〜８重量％、ＣａＯ０〜１０重量
％、ＳｒＯ０〜１０重量％、ＢａＯ０〜３０重量％、Ｚ
ｎＯ０〜４重量％の組成を有することを特徴とする。
項６記載のガラスキャピラリにおいて、前記二価の金属
酸化物は、ＭｇＯ０〜８重量％、ＣａＯ０〜１０重量
％、ＳｒＯ０〜１０重量％、ＢａＯ０〜３０重量％、Ｚ
ｎＯ０〜４重量％の組成を有することを特徴とする。
【００２７】請求項８記載のガラスキャピラリは、請求
項６又は７記載のガラスキャピラリにおいて、前記一価
の金属酸化物は、Ｎａ 2 Ｏ、Ｋ 2 Ｏ、Ｌｉ 2 Ｏの組成を有
することを特徴とする。
項６又は７記載のガラスキャピラリにおいて、前記一価
の金属酸化物は、Ｎａ 2 Ｏ、Ｋ 2 Ｏ、Ｌｉ 2 Ｏの組成を有
することを特徴とする。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】本明細書において、「断面形状」とはガラ
スキャピラリの長手方向に垂直な断面の形状、又は母材
ガラスの延伸方向に垂直な断面の形状を意味し、また、
「矩形」は、正方形及び長方形を含む。
スキャピラリの長手方向に垂直な断面の形状、又は母材
ガラスの延伸方向に垂直な断面の形状を意味し、また、
「矩形」は、正方形及び長方形を含む。
【００３３】
【発明の実施の形態】本発明者は、電気泳動法によるＤ
ＮＡ分析装置に、キャピラリ及び内孔の各断面形状が矩
形であるＤＮＡ分析用ガラスキャピラリを使用すると、
ガラスキャピラリの表面におけるレーザ光の散乱を防止
してレーザ光の透過率を増大させ、もって電気泳動法に
よるＤＮＡ分析装置の検出効率を高めることができ、且
つ分析装置の構成を簡単にすることができることを見い
出した。
ＮＡ分析装置に、キャピラリ及び内孔の各断面形状が矩
形であるＤＮＡ分析用ガラスキャピラリを使用すると、
ガラスキャピラリの表面におけるレーザ光の散乱を防止
してレーザ光の透過率を増大させ、もって電気泳動法に
よるＤＮＡ分析装置の検出効率を高めることができ、且
つ分析装置の構成を簡単にすることができることを見い
出した。
【００３４】また、本発明者は、内孔の断面形状が長方
形であると、内孔の断面形状短辺方向に沿って薄肉部を
形成してレーザ光の吸収ロスを低減することができると
共に、内孔の断面形状長辺方向に沿って厚肉部を形成し
てキャピラリの強度を増大することができること、さら
に、内孔が断面形状の短辺方向に関してオフセットして
いると、内孔の断面形状長辺方向に沿って薄肉部を形成
して、レーザ光によるＤＮＡ断片からの蛍光等のガラス
中での吸収ロスを低減することができることを見い出し
た。
形であると、内孔の断面形状短辺方向に沿って薄肉部を
形成してレーザ光の吸収ロスを低減することができると
共に、内孔の断面形状長辺方向に沿って厚肉部を形成し
てキャピラリの強度を増大することができること、さら
に、内孔が断面形状の短辺方向に関してオフセットして
いると、内孔の断面形状長辺方向に沿って薄肉部を形成
して、レーザ光によるＤＮＡ断片からの蛍光等のガラス
中での吸収ロスを低減することができることを見い出し
た。
【００３５】さらに、本発明者は、断面形状矩形の貫通
穴を有する断面形状矩形の母材ガラスを準備し、該母材
ガラスを加熱しつつ延伸すると、母材ガラスの断面をほ
ぼ相似的に縮小した断面を有するＤＮＡ分析用ガラスキ
ャピラリを容易に作製することができること、さらに、
母材ガラスの加熱温度が、母材ガラスの粘度が１０5〜
１０9ポアズになる温度であると、ＤＮＡ分析用ガラス
キャピラリ及び内孔の各断面形状を確実に再現性よく矩
形にすることができることを見い出した。
穴を有する断面形状矩形の母材ガラスを準備し、該母材
ガラスを加熱しつつ延伸すると、母材ガラスの断面をほ
ぼ相似的に縮小した断面を有するＤＮＡ分析用ガラスキ
ャピラリを容易に作製することができること、さらに、
母材ガラスの加熱温度が、母材ガラスの粘度が１０5〜
１０9ポアズになる温度であると、ＤＮＡ分析用ガラス
キャピラリ及び内孔の各断面形状を確実に再現性よく矩
形にすることができることを見い出した。
【００３６】以下、本発明の実施の形態に係るＤＮＡ分
析用ガラスキャピラリを用いたＤＮＡ分析装置の構成を
図面を参照して説明する。
析用ガラスキャピラリを用いたＤＮＡ分析装置の構成を
図面を参照して説明する。
【００３７】図１は、本発明の実施の形態に係るＤＮＡ
分析用ガラスキャピラリを用いたＤＮＡ分析装置の一例
の概略構成図である。このＤＮＡ分析装置は、上述した
図６に示したものと基本的に同様の構成を有し、図１に
おいて、図６に対応する要素には同一の符号を示してあ
る。
分析用ガラスキャピラリを用いたＤＮＡ分析装置の一例
の概略構成図である。このＤＮＡ分析装置は、上述した
図６に示したものと基本的に同様の構成を有し、図１に
おいて、図６に対応する要素には同一の符号を示してあ
る。
【００３８】図１において、密閉した光学的セル１０に
は、鉛直に配向した２０本のＤＮＡ分析用のガラスキャ
ピラリ２０がピッチ０．３５ｍｍで水平方向に一列に配
列されており、光学的セル１０の頂面部及び底面部を夫
々貫通する。ガラスキャピラリ２０は、断面形状が長方
形であり、その長手軸上に断面形状が長方形の細い内孔
２１を有している。ガラスキャピラリ２０及び内孔２１
の各断面形状の長辺同士は平行である。図２及び図３
に、ガラスキャピラリ２０及び内孔２１の各断面形状の
説明図を示す。
は、鉛直に配向した２０本のＤＮＡ分析用のガラスキャ
ピラリ２０がピッチ０．３５ｍｍで水平方向に一列に配
列されており、光学的セル１０の頂面部及び底面部を夫
々貫通する。ガラスキャピラリ２０は、断面形状が長方
形であり、その長手軸上に断面形状が長方形の細い内孔
２１を有している。ガラスキャピラリ２０及び内孔２１
の各断面形状の長辺同士は平行である。図２及び図３
に、ガラスキャピラリ２０及び内孔２１の各断面形状の
説明図を示す。
【００３９】図２は、ガラスキャピラリ２０の断面形状
が長方形、且つ内孔２１の断面形状が長方形であって、
断面形状短辺方向に関して内孔２１がガラスキャピラリ
２０の中央に配されている場合を示す。この場合、断面
形状短辺方向に沿った薄肉部ａはレーザ光の光路上に配
されて光の吸収ロスを低減し、断面形状長辺方向に沿っ
た肉厚部ｂは補強部として作用する。
が長方形、且つ内孔２１の断面形状が長方形であって、
断面形状短辺方向に関して内孔２１がガラスキャピラリ
２０の中央に配されている場合を示す。この場合、断面
形状短辺方向に沿った薄肉部ａはレーザ光の光路上に配
されて光の吸収ロスを低減し、断面形状長辺方向に沿っ
た肉厚部ｂは補強部として作用する。
【００４０】図３は、ガラスキャピラリ２０の断面形状
が長方形、且つ内孔２１の断面形状が長方形であって、
断面形状短辺方向に関して内孔２１がガラスキャピラリ
２０の中央からオフセットしている場合を示す。この場
合、断面形状短辺方向に沿った薄肉部ａはレーザ光の光
路上に配されて光の吸収ロスを低減すると共に、断面形
状長辺方向に沿った薄肉部ｃはレーザ光がＤＮＡ断片に
照射されたレーザ光の反射光の光路に配されて光りの吸
収ロスを低減し、断面形状長辺方向に沿った肉厚部ｄは
補強部として作用する。
が長方形、且つ内孔２１の断面形状が長方形であって、
断面形状短辺方向に関して内孔２１がガラスキャピラリ
２０の中央からオフセットしている場合を示す。この場
合、断面形状短辺方向に沿った薄肉部ａはレーザ光の光
路上に配されて光の吸収ロスを低減すると共に、断面形
状長辺方向に沿った薄肉部ｃはレーザ光がＤＮＡ断片に
照射されたレーザ光の反射光の光路に配されて光りの吸
収ロスを低減し、断面形状長辺方向に沿った肉厚部ｄは
補強部として作用する。
【００４１】図２及び図３のガラスキャピラリ２０にお
いて、寸法は、特に制限はないが、ガラスキャピラリ２
０は、長辺が、例えば５０〜３００μｍ、短辺が、例え
ば２５〜１５０μｍ、長さが、例えば５０〜３００ｍｍ
であり、内孔２１は、長辺が、例えば４０〜２６０μ
ｍ、短辺が、例えば １５〜１３０μｍである。図３の
キャピラリ２０について、内孔２０のオフセット量は、
ガラスキャピラリ２０の中央から、例えば１０〜３０μ
ｍである。
いて、寸法は、特に制限はないが、ガラスキャピラリ２
０は、長辺が、例えば５０〜３００μｍ、短辺が、例え
ば２５〜１５０μｍ、長さが、例えば５０〜３００ｍｍ
であり、内孔２１は、長辺が、例えば４０〜２６０μ
ｍ、短辺が、例えば １５〜１３０μｍである。図３の
キャピラリ２０について、内孔２０のオフセット量は、
ガラスキャピラリ２０の中央から、例えば１０〜３０μ
ｍである。
【００４２】図２及び図３のガラスキャピラリ２０にお
いて、ガラスキャピラリ２０に対する内孔２１の断面積
比が２５〜９０％であるのが好ましい。該断面積比が２
５％以下であると、ガラスの部分が厚くなり、ガラスキ
ャピラリ２０を複数本並べてレーザ光を照射する際に吸
収ロスが増大する一方、９０％以上であると、ガラスの
部分が薄くなり、ガラスキャピラリ２０の強度が低下す
る。
いて、ガラスキャピラリ２０に対する内孔２１の断面積
比が２５〜９０％であるのが好ましい。該断面積比が２
５％以下であると、ガラスの部分が厚くなり、ガラスキ
ャピラリ２０を複数本並べてレーザ光を照射する際に吸
収ロスが増大する一方、９０％以上であると、ガラスの
部分が薄くなり、ガラスキャピラリ２０の強度が低下す
る。
【００４３】図２及び図３のガラスキャピラリ２０にお
いて、ガラスは、全鉄分Ｆｅ2Ｏ3が１０００ｐｐｍ以下
であるシリケートガラスから成るのが好ましい。これに
より、レーザ光の吸収ロスを低減することができる。
いて、ガラスは、全鉄分Ｆｅ2Ｏ3が１０００ｐｐｍ以下
であるシリケートガラスから成るのが好ましい。これに
より、レーザ光の吸収ロスを低減することができる。
【００４４】上記シリケートガラスは、ＳｉＯ2４５重
量％以上の組成を有するのが好ましい。これにより、有
機溶媒、酸洗浄、アルカリ洗浄等に対する化学的耐久性
の向上、並びに紫外線領域の光の透過性の向上を図るこ
とができる。
量％以上の組成を有するのが好ましい。これにより、有
機溶媒、酸洗浄、アルカリ洗浄等に対する化学的耐久性
の向上、並びに紫外線領域の光の透過性の向上を図るこ
とができる。
【００４５】さらに、上記シリケートガラスは、多成分
系のガラスとする場合は、ＳｉＯ2４５〜８０％、Ａｌ2
Ｏ3１〜２０重量％、ＲＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯ、ＺｎＯ）５〜３０重量％、Ｒ2Ｏ（Ｎａ2Ｏ、Ｋ
2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ）４〜１４重量％であるのが好ましい。こ
れにより、上記のような化学的耐久性の向上を図りつ
つ、ガラスキャピラリ製造時におけるガラス部材の加工
性及び延伸性等の成形性の向上を図ることができる。
系のガラスとする場合は、ＳｉＯ2４５〜８０％、Ａｌ2
Ｏ3１〜２０重量％、ＲＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯ、ＺｎＯ）５〜３０重量％、Ｒ2Ｏ（Ｎａ2Ｏ、Ｋ
2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ）４〜１４重量％であるのが好ましい。こ
れにより、上記のような化学的耐久性の向上を図りつ
つ、ガラスキャピラリ製造時におけるガラス部材の加工
性及び延伸性等の成形性の向上を図ることができる。
【００４６】また、上記ＲＯは、ＭｇＯ０〜８重量％、
ＣａＯ０〜１０重量％、ＳｒＯ０〜１０重量％、ＢａＯ
０〜３０重量％、ＺｎＯ０〜４重量％であるのが好まし
い。上記のようなキャピラリ２０は、その薄肉部２０ａ
がレーザ光の光路上に位置するように光学的セル１０中
に配される。
ＣａＯ０〜１０重量％、ＳｒＯ０〜１０重量％、ＢａＯ
０〜３０重量％、ＺｎＯ０〜４重量％であるのが好まし
い。上記のようなキャピラリ２０は、その薄肉部２０ａ
がレーザ光の光路上に位置するように光学的セル１０中
に配される。
【００４７】また、光学的セル１０には、バッファ容器
１４からバッファ溶液１５が供給され、さらに、ガラス
キャピラリ２０の中には、ＤＮＡ分析用のゲルが充填さ
れ、その中にＤＮＡ断片１６が導入される。バッファ溶
液１５は、屈折率がガラスキャピラリの屈折率、例えば
１．５に等しいのが望ましい。
１４からバッファ溶液１５が供給され、さらに、ガラス
キャピラリ２０の中には、ＤＮＡ分析用のゲルが充填さ
れ、その中にＤＮＡ断片１６が導入される。バッファ溶
液１５は、屈折率がガラスキャピラリの屈折率、例えば
１．５に等しいのが望ましい。
【００４８】ガラスキャピラリ２０の中位レベルには、
レーザ光が照射され、ＤＮＡ分析に供される。このレー
ザ光としては、例えば、Ａｒ+４８８ｎｍ及びＹＡＧ５
３２ｎｍの２つのレーザ光が用いられる。
レーザ光が照射され、ＤＮＡ分析に供される。このレー
ザ光としては、例えば、Ａｒ+４８８ｎｍ及びＹＡＧ５
３２ｎｍの２つのレーザ光が用いられる。
【００４９】上記ガラスキャピラリ２０を電気泳動法に
よるＤＮＡ分析装置に使用すると、レーザ光に対してガ
ラスキャピラリ２０の薄肉部ａの表面を垂直に設定する
ことにより、ガラスキャピラリ２０の表面におけるレー
ザ光の散乱を防止して電気泳動法によるＤＮＡ分析装置
の検出効率を高めることができ、しかも分析装置の構成
を簡単にすることができる。
よるＤＮＡ分析装置に使用すると、レーザ光に対してガ
ラスキャピラリ２０の薄肉部ａの表面を垂直に設定する
ことにより、ガラスキャピラリ２０の表面におけるレー
ザ光の散乱を防止して電気泳動法によるＤＮＡ分析装置
の検出効率を高めることができ、しかも分析装置の構成
を簡単にすることができる。
【００５０】なお、上記実施の形態において、ガラスキ
ャピラリ２０の断面形状は長方形以外に正方形であって
もよい。また、内孔２１の断面形状も長方形以外に正方
形であってもよく、ガラスキャピラリ２０の中央部から
オフセットしていてもよい。
ャピラリ２０の断面形状は長方形以外に正方形であって
もよい。また、内孔２１の断面形状も長方形以外に正方
形であってもよく、ガラスキャピラリ２０の中央部から
オフセットしていてもよい。
【００５１】上記ガラスキャピラリ２０は、以下の工程
により製造される。
により製造される。
【００５２】以下、本発明の実施の形態に係るＤＮＡ分
析用ガラスキャピラリの製造方法を図３のガラスキャピ
ラリ２０を例にとって説明する。
析用ガラスキャピラリの製造方法を図３のガラスキャピ
ラリ２０を例にとって説明する。
【００５３】第１工程：まず、ガラス材料に通常の切
断、切削、研磨等の機械加工、若しくは熱間プレス等で
熱融着することにより、又は下記に述べるようにガラス
部材の貼り合わせの後機械加工を施すことにより、ＤＮ
Ａ分析用ガラスキャピラリ２０の断面形状とほぼ相似形
の断面形状を有する母材ガラスを製造する。
断、切削、研磨等の機械加工、若しくは熱間プレス等で
熱融着することにより、又は下記に述べるようにガラス
部材の貼り合わせの後機械加工を施すことにより、ＤＮ
Ａ分析用ガラスキャピラリ２０の断面形状とほぼ相似形
の断面形状を有する母材ガラスを製造する。
【００５４】図４は、ガラス部材の貼り合わせによる母
材ガラスの製造方法の説明図である。
材ガラスの製造方法の説明図である。
【００５５】本母材ガラスの製造方法では、まず、４つ
の断面形状矩形のガラス部材２２〜２４を準備し、これ
らのガラス部材２２〜２４を、それらの間に断面形状が
多角形の貫通穴を形成するように組合せ、この組合わさ
れたガラス部材２２〜２４を接着剤又は熱融着により接
合し、さらに、この接合されたガラス部材２５を必要に
応じて機械加工等により断面形状長方形に成形すること
によりキャピラリ製造用の母材ガラス２６を製造する。
当該加工後の母材ガラス２６の断面形状は、得られるべ
きガラスキャピラリ２０の断面形状と相似形であるのが
好ましく、しかもその断面積は、得られるべきガラスキ
ャピラリ２０の断面積の５００〜５００００倍であるの
が好ましい。
の断面形状矩形のガラス部材２２〜２４を準備し、これ
らのガラス部材２２〜２４を、それらの間に断面形状が
多角形の貫通穴を形成するように組合せ、この組合わさ
れたガラス部材２２〜２４を接着剤又は熱融着により接
合し、さらに、この接合されたガラス部材２５を必要に
応じて機械加工等により断面形状長方形に成形すること
によりキャピラリ製造用の母材ガラス２６を製造する。
当該加工後の母材ガラス２６の断面形状は、得られるべ
きガラスキャピラリ２０の断面形状と相似形であるのが
好ましく、しかもその断面積は、得られるべきガラスキ
ャピラリ２０の断面積の５００〜５００００倍であるの
が好ましい。
【００５６】母材ガラス２６の材料は、ＤＮＡ分析用と
しての用途を考慮すると、耐酸性、耐アルカリ性の高い
ガラス、具体的には、硼珪酸ガラス、ソーダライムシリ
ケートガラス、アルミノ硼珪酸ガラス等が好ましい。詳
細には、表１を用いて後述する。
しての用途を考慮すると、耐酸性、耐アルカリ性の高い
ガラス、具体的には、硼珪酸ガラス、ソーダライムシリ
ケートガラス、アルミノ硼珪酸ガラス等が好ましい。詳
細には、表１を用いて後述する。
【００５７】接着剤を使用する場合、アクリル系、エポ
キシ系等の有機系で紫外線硬化型、熱硬化型、二液硬化
型の各接着剤を用いることができる。
キシ系等の有機系で紫外線硬化型、熱硬化型、二液硬化
型の各接着剤を用いることができる。
【００５８】ガラス部材２５の大きさには、特に制限が
ないが、厚さ２〜６ｍｍ、幅１０〜５０ｍｍ、長さ３０
０〜６００ｍｍが好ましい。
ないが、厚さ２〜６ｍｍ、幅１０〜５０ｍｍ、長さ３０
０〜６００ｍｍが好ましい。
【００５９】母材ガラス２６の断面形状は、本実施の形
態の場合、長方形であるが、正方形であってもよい。貫
通穴２７の断面形状も、本実施の形態の場合、長方形で
あるが、正方形であってもよい。
態の場合、長方形であるが、正方形であってもよい。貫
通穴２７の断面形状も、本実施の形態の場合、長方形で
あるが、正方形であってもよい。
【００６０】また、本実施の形態では、４つのガラス部
材２２〜２４を用いたが、母材ガラス２６の貫通穴２７
用の溝を有する一のガラス部材と、前記溝の開放部を塞
ぐように前記一のガラス部材に接合される他のガラス部
材とを用いてもよい。
材２２〜２４を用いたが、母材ガラス２６の貫通穴２７
用の溝を有する一のガラス部材と、前記溝の開放部を塞
ぐように前記一のガラス部材に接合される他のガラス部
材とを用いてもよい。
【００６１】第２工程：第１工程で製造した母材ガラス
２６を図５に示すように垂直に懸吊して後述する所定の
供給速度Ｖ０で電気ヒータ２８に供給して加熱すると同
時に、後述する所定の延伸速度Ｖ１で下方に引っ張って
延伸する。その際、電気ヒータ２８を母材ガラス２６の
加熱温度が所定の温度範囲内になるように制御する。前
記所定の温度範囲は、母材ガラス２６の粘度が１０5〜
１０9ポアズになる温度、例えばソーダライムシリケー
トガラスの場合、７３０〜９３０℃である。このような
温度範囲で加熱延伸された延伸ガラスチューブ２９は、
母材ガラス２６との断面形状の相似性が維持される。粘
度が１０5ポアズになる温度以上に母材ガラス２６を加
熱すると、元の矩形が維持できず、円形になってしま
い、逆に、粘度が１０9ポアズになる温度以下の加熱の
ときは、母材ガラス２６の硬度が高くなり過ぎて延伸が
困難となる。本工程における母材ガラス２６の加熱を電
気炉によって行ってもよい。
２６を図５に示すように垂直に懸吊して後述する所定の
供給速度Ｖ０で電気ヒータ２８に供給して加熱すると同
時に、後述する所定の延伸速度Ｖ１で下方に引っ張って
延伸する。その際、電気ヒータ２８を母材ガラス２６の
加熱温度が所定の温度範囲内になるように制御する。前
記所定の温度範囲は、母材ガラス２６の粘度が１０5〜
１０9ポアズになる温度、例えばソーダライムシリケー
トガラスの場合、７３０〜９３０℃である。このような
温度範囲で加熱延伸された延伸ガラスチューブ２９は、
母材ガラス２６との断面形状の相似性が維持される。粘
度が１０5ポアズになる温度以上に母材ガラス２６を加
熱すると、元の矩形が維持できず、円形になってしま
い、逆に、粘度が１０9ポアズになる温度以下の加熱の
ときは、母材ガラス２６の硬度が高くなり過ぎて延伸が
困難となる。本工程における母材ガラス２６の加熱を電
気炉によって行ってもよい。
【００６２】延伸ガラスチューブ２９の断面形状の寸法
は、長辺が、例えば５０〜３００μｍ、短辺が、例えば
２５〜１５０μｍである。
は、長辺が、例えば５０〜３００μｍ、短辺が、例えば
２５〜１５０μｍである。
【００６３】本工程では、さらに、加熱延伸された延伸
ガラスチューブ２９を、長さが、例えば５０〜３００ｍ
ｍに切断する。
ガラスチューブ２９を、長さが、例えば５０〜３００ｍ
ｍに切断する。
【００６４】上記母材ガラス２６の供給速度Ｖ０に対す
る母材ガラス２６の延伸速度Ｖ１の比は、２０〜４００
０であるのが好ましい。当該比が２０未満の場合は、母
材ガラス２６が延伸される延伸率が小さく生産性が悪化
し、当該比が４０００を越える場合は、前記延伸率が大
きすぎて延伸ガラスチューブの延伸方向に垂直な断面形
状が不安定になる。より好ましくは、当該比が１００〜
１０００の範囲にあるのがよい。
る母材ガラス２６の延伸速度Ｖ１の比は、２０〜４００
０であるのが好ましい。当該比が２０未満の場合は、母
材ガラス２６が延伸される延伸率が小さく生産性が悪化
し、当該比が４０００を越える場合は、前記延伸率が大
きすぎて延伸ガラスチューブの延伸方向に垂直な断面形
状が不安定になる。より好ましくは、当該比が１００〜
１０００の範囲にあるのがよい。
【００６５】本発明のＤＮＡ分析用ガラスキャピラリ
は、ＤＮＡ分析に限らず、他の分析用に適用できる。
は、ＤＮＡ分析に限らず、他の分析用に適用できる。
【００６６】ガラスキャピラリ２０、即ち母材ガラス２
６の材料としては、硼珪酸ガラス、ソーダライムガラ
ス、アルミノ硼珪酸ガラス等が好ましいのは上述の通り
だが、それらの具体的な組成を表１に示す。
６の材料としては、硼珪酸ガラス、ソーダライムガラ
ス、アルミノ硼珪酸ガラス等が好ましいのは上述の通り
だが、それらの具体的な組成を表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】表１において、ＳｉＯ2成分は、キャピラ
リガラス２０の主成分であり、４５重量％以上とするの
が好ましい。４５重量％未満であると化学的耐久性が悪
化するので好ましくない。ＳｉＯ2の含有量が多くなる
に従い、化学的耐久性、とりわけ酸に対する耐久性が向
上する。斯かる点から、キャピラリガラス２０は、実質
的にＳｉＯ2のみ、即ち石英ガラスからなっていてもよ
い。しかしながら、ＳｉＯ2が多くなると、ガラス溶融
温度が高くなるので、原料の未溶解に起因する異物がガ
ラス中に残存し易くなり、また母材ガラスを板状に成形
しにくくなるので、ＳｉＯ2成分は８０重量％以下とす
るのが好ましい。
リガラス２０の主成分であり、４５重量％以上とするの
が好ましい。４５重量％未満であると化学的耐久性が悪
化するので好ましくない。ＳｉＯ2の含有量が多くなる
に従い、化学的耐久性、とりわけ酸に対する耐久性が向
上する。斯かる点から、キャピラリガラス２０は、実質
的にＳｉＯ2のみ、即ち石英ガラスからなっていてもよ
い。しかしながら、ＳｉＯ2が多くなると、ガラス溶融
温度が高くなるので、原料の未溶解に起因する異物がガ
ラス中に残存し易くなり、また母材ガラスを板状に成形
しにくくなるので、ＳｉＯ2成分は８０重量％以下とす
るのが好ましい。
【００６９】Ａｌ2Ｏ3成分は、ガラスの化学的耐久性を
向上させる。とりわけＡｌ2Ｏ3成分は、アルカリ性の薬
品について耐久性を向上させる好ましい成分である。Ａ
ｌ2Ｏ3が１重量％未満であると、化学的耐久性を向上さ
せる効果が得られない。また、Ａｌ2Ｏ3が２０重量％を
越えると、ガラスの溶融時の粘度が高くなり、失透し易
くなるので好ましくない。
向上させる。とりわけＡｌ2Ｏ3成分は、アルカリ性の薬
品について耐久性を向上させる好ましい成分である。Ａ
ｌ2Ｏ3が１重量％未満であると、化学的耐久性を向上さ
せる効果が得られない。また、Ａｌ2Ｏ3が２０重量％を
越えると、ガラスの溶融時の粘度が高くなり、失透し易
くなるので好ましくない。
【００７０】二価の金属酸化物（ＲＯ：アルカリ土類金
属成分）であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｚｎ
Ｏは、ガラスの溶融温度を調整し、板状に成形加工する
ときのし易さに関与する。すなわち、これらの成分の合
計量は、ガラスの温度−粘度特性に影響を与える。本発
明のキャピラリを製造するのに用いるために必要とする
比較的薄い厚さのガラス板を、その後の延伸による延伸
率を勘案して成分を定める。このような観点から、これ
らの成分の含有量は３０重量％以下とするのが好まし
く、５重量％以上とするのが好ましい。
属成分）であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｚｎ
Ｏは、ガラスの溶融温度を調整し、板状に成形加工する
ときのし易さに関与する。すなわち、これらの成分の合
計量は、ガラスの温度−粘度特性に影響を与える。本発
明のキャピラリを製造するのに用いるために必要とする
比較的薄い厚さのガラス板を、その後の延伸による延伸
率を勘案して成分を定める。このような観点から、これ
らの成分の含有量は３０重量％以下とするのが好まし
く、５重量％以上とするのが好ましい。
【００７１】中でも、ＭｇＯは必須成分ではないが、ガ
ラスの酸やアルカリ等に対する化学的耐久性を向上させ
る作用があるので、少量含ませるのがよい。しかし、ガ
ラスの失透現象を抑制する上から、８重量％以下とする
のが好ましい。
ラスの酸やアルカリ等に対する化学的耐久性を向上させ
る作用があるので、少量含ませるのがよい。しかし、ガ
ラスの失透現象を抑制する上から、８重量％以下とする
のが好ましい。
【００７２】ＣａＯ成分は、必須成分ではないが、Ｂａ
Ｏと同様にガラスの高温度での粘度を下げる作用を呈
し、キャピラリを製造するのに必要な前段階のガラスを
板状に成形するのに少量含ませるのがよい。しかし、１
０重量％を越えるとガラスの失透傾向が大きくなるの
で、ＣａＯは１０重量％以下とするのがよい。
Ｏと同様にガラスの高温度での粘度を下げる作用を呈
し、キャピラリを製造するのに必要な前段階のガラスを
板状に成形するのに少量含ませるのがよい。しかし、１
０重量％を越えるとガラスの失透傾向が大きくなるの
で、ＣａＯは１０重量％以下とするのがよい。
【００７３】ＢａＯ成分は、必須成分ではないが、Ｃａ
Ｏと同様にガラスの高温度での粘度を下げる作用を呈
し、失透の発生を抑制する作用があるので少量含有させ
るのがよい。特に、ＳｉＯ2の含有量が多いときに、こ
の作用が大きい。しかし、３０重量％を越えるとガラス
の比重が大きくなり、キャピラリの軽量化を図る上で好
ましくない。
Ｏと同様にガラスの高温度での粘度を下げる作用を呈
し、失透の発生を抑制する作用があるので少量含有させ
るのがよい。特に、ＳｉＯ2の含有量が多いときに、こ
の作用が大きい。しかし、３０重量％を越えるとガラス
の比重が大きくなり、キャピラリの軽量化を図る上で好
ましくない。
【００７４】ＳｒＯ成分は、必須成分ではないが、Ｃａ
Ｏ又はＢａＯと共存して、ガラス融液の高温粘度を下げ
る作用を有する。この成分は少量含有されるのがよい。
ストロンチウムは高価な材料であるため、経済性の観点
から、１０重量％を越えない範囲で含有させるのがよ
い。
Ｏ又はＢａＯと共存して、ガラス融液の高温粘度を下げ
る作用を有する。この成分は少量含有されるのがよい。
ストロンチウムは高価な材料であるため、経済性の観点
から、１０重量％を越えない範囲で含有させるのがよ
い。
【００７５】一価の金属酸化物（Ｒ2Ｏ：アルカリ成
分）であるＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏはいずれもガラス
溶融剤として作用し、ガラスの熱膨張率を適度な大きさ
にし、母材ガラスを板状に成形するのに少量含有させる
のがよい。これらのアルカリ成分の含有量は４重量％以
上、１４重量％以下とするのが好ましい。一価の金属酸
化物の含有量をこの範囲内にすることにより、ガラスの
高温度での粘度を適度にし、失透温度を高く維持するこ
とができる。４重量％以下では、失透温度を低くする作
用が減じ、１４重量％を越えると化学的耐久性が低下す
るので、４〜１４重量％の範囲とするのが好ましい。
分）であるＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏはいずれもガラス
溶融剤として作用し、ガラスの熱膨張率を適度な大きさ
にし、母材ガラスを板状に成形するのに少量含有させる
のがよい。これらのアルカリ成分の含有量は４重量％以
上、１４重量％以下とするのが好ましい。一価の金属酸
化物の含有量をこの範囲内にすることにより、ガラスの
高温度での粘度を適度にし、失透温度を高く維持するこ
とができる。４重量％以下では、失透温度を低くする作
用が減じ、１４重量％を越えると化学的耐久性が低下す
るので、４〜１４重量％の範囲とするのが好ましい。
【００７６】Ｎａ2Ｏ成分は、必須成分ではないが、Ｋ2
Ｏと共にガラス溶融剤として作用する。Ｋ2Ｏは、Ｎａ2
Ｏと共存して、いわゆる混合アルカリ効果によりアルカ
リイオンの移動を抑制し、ガラスの体積抵抗率を高める
と共に、化学的耐久性をアルカリ成分としてＮａ2Ｏが
単独で存在するときよりも大きくする。
Ｏと共にガラス溶融剤として作用する。Ｋ2Ｏは、Ｎａ2
Ｏと共存して、いわゆる混合アルカリ効果によりアルカ
リイオンの移動を抑制し、ガラスの体積抵抗率を高める
と共に、化学的耐久性をアルカリ成分としてＮａ2Ｏが
単独で存在するときよりも大きくする。
【００７７】Ｌｉ2Ｏ成分は、必須成分ではないが、ガ
ラスの溶融を促進するために、少量含有させることがあ
る。
ラスの溶融を促進するために、少量含有させることがあ
る。
【００７８】ガラスキャピラリ２０を製造するためのガ
ラス材料は、異物を含有せず、また泡を含有しない、い
わゆる光学的な均質性及び化学的耐久性を有することが
必要であり、上記の各成分について、そのガラスの溶融
性、板状への成形性、光学的均質性、化学的耐久性、と
りわけ酸及びアルカリに対する耐久性を総合的に確保す
る観点から定められる。Ｒ2Ｏの合計量を１４重量％以
下とすることにより、電気泳動を起こさせるための電
界、例えば５０Ｖ／ｃｍの高電界が印加されても、ガラ
ス中のアルカリイオンは実質的に移動することがない。
即ち、ＳｉＯ2を必須成分とし、いわゆる多成分系のガ
ラスとすることにより、酸やアルカリに対する化学的耐
久性を有し、強電界を印加しても電気化学的にも安定し
たキャピラリガラスとすることができる。また、多成分
系のガラス組成とすることにより、シリカ１００％のガ
ラスに比較し、可撓性が大きくなり、折れにくいガラス
キャピラリとすることができる。
ラス材料は、異物を含有せず、また泡を含有しない、い
わゆる光学的な均質性及び化学的耐久性を有することが
必要であり、上記の各成分について、そのガラスの溶融
性、板状への成形性、光学的均質性、化学的耐久性、と
りわけ酸及びアルカリに対する耐久性を総合的に確保す
る観点から定められる。Ｒ2Ｏの合計量を１４重量％以
下とすることにより、電気泳動を起こさせるための電
界、例えば５０Ｖ／ｃｍの高電界が印加されても、ガラ
ス中のアルカリイオンは実質的に移動することがない。
即ち、ＳｉＯ2を必須成分とし、いわゆる多成分系のガ
ラスとすることにより、酸やアルカリに対する化学的耐
久性を有し、強電界を印加しても電気化学的にも安定し
たキャピラリガラスとすることができる。また、多成分
系のガラス組成とすることにより、シリカ１００％のガ
ラスに比較し、可撓性が大きくなり、折れにくいガラス
キャピラリとすることができる。
【００７９】ガラス中の泡は、ガラス内を通過するレー
ザ光の散乱の原因になるので好ましくない。このため、
ガラスの溶融に際しては、清澄促進剤を通常ガラスバッ
チ原料に添加含有させる。このようなガラスの清澄促進
剤としては、酸化イオウ、硝酸バリウム、硝酸ナトリウ
ム、硝酸カリウム、酸化錫、酸化アンチモン等を用いる
ことができる。これらのガラス清澄促進剤は、ガラス中
の含有量を通常０．５〜３重量％で添加される。
ザ光の散乱の原因になるので好ましくない。このため、
ガラスの溶融に際しては、清澄促進剤を通常ガラスバッ
チ原料に添加含有させる。このようなガラスの清澄促進
剤としては、酸化イオウ、硝酸バリウム、硝酸ナトリウ
ム、硝酸カリウム、酸化錫、酸化アンチモン等を用いる
ことができる。これらのガラス清澄促進剤は、ガラス中
の含有量を通常０．５〜３重量％で添加される。
【００８０】上記のようなガラスは、キャピラリ状に成
形されて、ガラス中をレーザ光が通過するようにして用
いられる。ＤＮＡ分析において、検出信号のＳ／Ｎ比を
大きくする観点から、レーザ光のガラス中での光吸収が
小さいことが重要である。上記の各成分は、可視領域で
はほとんど光吸収が実質的になく、紫外線領域でやや光
吸収が生じる。通常用いられるレーザ光の波長は、４８
８ｎｍ（Ａｒレーザ光）や、５３２ｎｍ（ＹＡＧレーザ
光）であり、４８８ｎｍよりも短波長の光を用いること
がある。ガラス中に鉄分があると、紫外線領域から可視
領域の広い範囲に亘って光吸収が生じるので、ガラス中
の鉄分はできるだけ少なくするのが好ましい。通常ガラ
ス中の鉄分は、全鉄量（Ｆｅ2Ｏ3＋Ｆ2Ｏの合計の重量
ベース）を１０００ｐｐｍ以下とするのが好ましい。こ
れにより、レーザ光の光吸収が抑制されたガラスとする
ことができ、とりわけ多成分系のガラスにおいて、検出
感度が低下するのを抑制することができる。
形されて、ガラス中をレーザ光が通過するようにして用
いられる。ＤＮＡ分析において、検出信号のＳ／Ｎ比を
大きくする観点から、レーザ光のガラス中での光吸収が
小さいことが重要である。上記の各成分は、可視領域で
はほとんど光吸収が実質的になく、紫外線領域でやや光
吸収が生じる。通常用いられるレーザ光の波長は、４８
８ｎｍ（Ａｒレーザ光）や、５３２ｎｍ（ＹＡＧレーザ
光）であり、４８８ｎｍよりも短波長の光を用いること
がある。ガラス中に鉄分があると、紫外線領域から可視
領域の広い範囲に亘って光吸収が生じるので、ガラス中
の鉄分はできるだけ少なくするのが好ましい。通常ガラ
ス中の鉄分は、全鉄量（Ｆｅ2Ｏ3＋Ｆ2Ｏの合計の重量
ベース）を１０００ｐｐｍ以下とするのが好ましい。こ
れにより、レーザ光の光吸収が抑制されたガラスとする
ことができ、とりわけ多成分系のガラスにおいて、検出
感度が低下するのを抑制することができる。
【００８１】ガラス中の鉄分を１０００ｐｐｍ以下にす
る具体的方法としては、各ガラス成分の原料について高
純度のものを使用すること、清浄な溶融るつぼを用いる
こと、クリーン度が確保された環境で溶融することによ
る方法がある。ガラス中の鉄分は少ないほど光吸収を小
さくする上で好ましいが、高純度原料調達のためコスト
高となる。実用的な観点からガラス中の鉄分を１００ｐ
ｐｍ未満とすることは、光吸収を小さくする効果より
も、原料コストを大きくする不利な点がより大きくなる
ので、１００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍとするのが性能及
び経済性の両観点から好ましい。
る具体的方法としては、各ガラス成分の原料について高
純度のものを使用すること、清浄な溶融るつぼを用いる
こと、クリーン度が確保された環境で溶融することによ
る方法がある。ガラス中の鉄分は少ないほど光吸収を小
さくする上で好ましいが、高純度原料調達のためコスト
高となる。実用的な観点からガラス中の鉄分を１００ｐ
ｐｍ未満とすることは、光吸収を小さくする効果より
も、原料コストを大きくする不利な点がより大きくなる
ので、１００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍとするのが性能及
び経済性の両観点から好ましい。
【００８２】上記ガラスの溶融とその後の板状ガラスへ
の成形法は、ダウンドロー法、フロート法、フュージョ
ン法等の公知の方法を用いることができる。
の成形法は、ダウンドロー法、フロート法、フュージョ
ン法等の公知の方法を用いることができる。
【００８３】表１のガラスのうち、ガラスＣは全鉄量が
０．１１％（１１００ｐｐｍ）であり、ガラスＧは全鉄
量が定量分析検出限界に近い（１００ｐｐｍ）である。
ガラスＣ及びガラスＧの厚さ２ｍｍにおける分光透過特
性を表２に示す。
０．１１％（１１００ｐｐｍ）であり、ガラスＧは全鉄
量が定量分析検出限界に近い（１００ｐｐｍ）である。
ガラスＣ及びガラスＧの厚さ２ｍｍにおける分光透過特
性を表２に示す。
【００８４】
【表２】
【００８５】全鉄量が検出限界以下（１００ｐｐｍ）で
あるガラスＧでは、例えば、波長４８０ｎｍにおける透
過率が９２．０％であるが、全鉄量が０．１１％の（１
１００ｐｐｍ）であるガラスＣでは、９０．７％に低下
する。ガラスキャピラリを２０本又はそれ以上を一直線
に並べて、これらのガラスキャピラリの全てを光が透過
するとき、最後部のキャピラリの入射光を大きくして検
出限界を劣化させないという観点から鉄分の含有量が小
さいガラスであるのが好ましい。
あるガラスＧでは、例えば、波長４８０ｎｍにおける透
過率が９２．０％であるが、全鉄量が０．１１％の（１
１００ｐｐｍ）であるガラスＣでは、９０．７％に低下
する。ガラスキャピラリを２０本又はそれ以上を一直線
に並べて、これらのガラスキャピラリの全てを光が透過
するとき、最後部のキャピラリの入射光を大きくして検
出限界を劣化させないという観点から鉄分の含有量が小
さいガラスであるのが好ましい。
【００８６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００８７】ガラスバッチを構成するガラス原料は、珪
砂、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カル
シウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸リチ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム及び清澄促進剤と
して硝酸ナトリウムを添加して用いた。これらの原料を
表１のガラスＡの成分となるように調合し、例えば白金
るつぼに充填し、クリーンな雰囲気が維持可能な電気炉
内で１５００℃、４時間加熱溶融した。溶融ガラスをス
テンレス製の鋳型に流し込み、厚さ２ｍｍ、幅１６ｍ
ｍ、２０ｍｍに加工したものを、夫々２枚ずつ成形し
た。長さはいずれも４００ｍｍであった。
砂、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カル
シウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸リチ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム及び清澄促進剤と
して硝酸ナトリウムを添加して用いた。これらの原料を
表１のガラスＡの成分となるように調合し、例えば白金
るつぼに充填し、クリーンな雰囲気が維持可能な電気炉
内で１５００℃、４時間加熱溶融した。溶融ガラスをス
テンレス製の鋳型に流し込み、厚さ２ｍｍ、幅１６ｍ
ｍ、２０ｍｍに加工したものを、夫々２枚ずつ成形し
た。長さはいずれも４００ｍｍであった。
【００８８】これらの短冊状のガラス部材４枚を組み合
わせて、一辺が２０ｍｍ、長さ４００ｍｍで、内部に１
６ｍｍの開口部を有するチューブ状のガラス部材とし
た。これをステンレス製のワイヤで形がくずれないよう
に固定し、電気炉で７５０℃で３０分加熱して熱融着を
行った後、除冷して取り出したところ、４枚のガラス部
材が融着した一体の母材ガラスが得られた。
わせて、一辺が２０ｍｍ、長さ４００ｍｍで、内部に１
６ｍｍの開口部を有するチューブ状のガラス部材とし
た。これをステンレス製のワイヤで形がくずれないよう
に固定し、電気炉で７５０℃で３０分加熱して熱融着を
行った後、除冷して取り出したところ、４枚のガラス部
材が融着した一体の母材ガラスが得られた。
【００８９】この母材ガラスを、最高温度を７００℃で
設定した、局部的に加熱できる電気炉につり下げて延伸
した、母材ガラスを毎分３ｍｍの速度で供給し、電気炉
から出てきたガラスを毎分３００００ｍｍの速度で延伸
した。
設定した、局部的に加熱できる電気炉につり下げて延伸
した、母材ガラスを毎分３ｍｍの速度で供給し、電気炉
から出てきたガラスを毎分３００００ｍｍの速度で延伸
した。
【００９０】得られた延伸ガラスチューブは、１辺１８
０〜２００μｍで、内部に１５５〜１６３μｍの矩形開
口部を有したものであった。この延伸ガラスチューブを
所定の長さに切断してガラスキャピラリを得ることがで
きた。表１のガラスＢ〜Ｋを同様に溶融成形して、ガラ
ス板を得た。これらのガラスは、ガラスＡと同様に所定
の断面形状を有するガラスキャピラリを寸法の再現性よ
く製造することができる。
０〜２００μｍで、内部に１５５〜１６３μｍの矩形開
口部を有したものであった。この延伸ガラスチューブを
所定の長さに切断してガラスキャピラリを得ることがで
きた。表１のガラスＢ〜Ｋを同様に溶融成形して、ガラ
ス板を得た。これらのガラスは、ガラスＡと同様に所定
の断面形状を有するガラスキャピラリを寸法の再現性よ
く製造することができる。
【００９１】このガラスキャピラリにＤＮＡ分析用のゲ
ルを充填して、市販の分析装置に装填して分析を行う
と、従来と比較して感度が大幅に向上し、正確な分析を
行うことができる。
ルを充填して、市販の分析装置に装填して分析を行う
と、従来と比較して感度が大幅に向上し、正確な分析を
行うことができる。
【００９２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のガラスキャピラリによれば、キャピラリ及び内孔の
各断面形状が矩形であり、内孔は断面形状の短辺方向に
関してキャピラリの中央からオフセットしているので、
ガラスキャピラリの表面におけるレーザ光の散乱を防止
してレーザ光の透過率を増大させ、もって電気泳動法に
よるＤＮＡ分析装置の検出効率を高めることができるの
に加えて、内孔の断面形状長編方向に沿って薄肉部を形
成して、レーザ光によるＤＮＡ断片からの蛍光等のガラ
ス中での吸収ロスを低減することができる。即ち、ガラ
スキャピラリの薄肉部側からガラスキャピラリ中を泳動
するＤＮＡ体のラベル信号の検出感度を大きくすること
ができる。
載のガラスキャピラリによれば、キャピラリ及び内孔の
各断面形状が矩形であり、内孔は断面形状の短辺方向に
関してキャピラリの中央からオフセットしているので、
ガラスキャピラリの表面におけるレーザ光の散乱を防止
してレーザ光の透過率を増大させ、もって電気泳動法に
よるＤＮＡ分析装置の検出効率を高めることができるの
に加えて、内孔の断面形状長編方向に沿って薄肉部を形
成して、レーザ光によるＤＮＡ断片からの蛍光等のガラ
ス中での吸収ロスを低減することができる。即ち、ガラ
スキャピラリの薄肉部側からガラスキャピラリ中を泳動
するＤＮＡ体のラベル信号の検出感度を大きくすること
ができる。
【００９３】請求項２記載のガラスキャピラリによれ
ば、ガラスキャピラリの強度を維持しつつレーザ光の透
過率の低下を防止することができる。
ば、ガラスキャピラリの強度を維持しつつレーザ光の透
過率の低下を防止することができる。
【００９４】請求項３記載のガラスキャピラリによれ
ば、内孔の断面形状短辺方向に沿って薄肉部を形成して
レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することができ
ると共に、内孔の断面形状長辺方向に沿って厚肉部を形
成してキャピラリの強度を増大することができる。
ば、内孔の断面形状短辺方向に沿って薄肉部を形成して
レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することができ
ると共に、内孔の断面形状長辺方向に沿って厚肉部を形
成してキャピラリの強度を増大することができる。
【００９５】
【００９６】請求項４記載のガラスキャピラリによれ
ば、レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することが
できる。とりわけ５００ｎｍ以下のレーザ光を用いる場
合での吸収ロスを低減することができる。
ば、レーザ光のガラス中での吸収ロスを低減することが
できる。とりわけ５００ｎｍ以下のレーザ光を用いる場
合での吸収ロスを低減することができる。
【００９７】請求項５記載のガラスキャピラリによれ
ば、紫外線領域の光の透過、及び酸やアルカリに対する
化学的耐久性の向上を図ることができる。
ば、紫外線領域の光の透過、及び酸やアルカリに対する
化学的耐久性の向上を図ることができる。
【００９８】請求項６記載のガラスキャピラリによれ
ば、化学的耐久性の向上を図りつつ、ガラスキャピラリ
の成形性の向上を図ることができる。
ば、化学的耐久性の向上を図りつつ、ガラスキャピラリ
の成形性の向上を図ることができる。
【００９９】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態に係るＤＮＡ分析用ガラス
キャピラリを用いたＤＮＡ分析装置の一例の概略構成図
である。
キャピラリを用いたＤＮＡ分析装置の一例の概略構成図
である。
【図２】ガラスキャピラリ２０及び内孔２１の各断面形
状の説明図であり、（ａ）は長手方向断面図、（ｂ）は
横断面図である。
状の説明図であり、（ａ）は長手方向断面図、（ｂ）は
横断面図である。
【図３】ガラスキャピラリ２０及び内孔２１の各断面形
状の説明図であり、（ａ）は長手方向断面図、（ｂ）は
横断面図である。
状の説明図であり、（ａ）は長手方向断面図、（ｂ）は
横断面図である。
【図４】ガラス部材の貼り合わせによる母材ガラスの製
造方法の説明図である。
造方法の説明図である。
【図５】母材ガラスの加熱延伸方法の説明図である。
【図６】従来のＤＮＡ分析装置の概略構成図である。
【図７】従来のゲル充填キャピラリの断面図である。
１０ 光学的セル １４ バッファ容器 １５ バッファ溶液 １６ ＤＮＡ断片 ２０ ガラスキャピラリ ２１ 内孔 ２２，２３，２４ ガラス部材 ２６ 母材ガラス ２７ 貫通孔 ２８ 電気ヒータ ２９ 延伸ガラスチューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｐ Ｃ１２Ｎ 15/09 27/26 ３１５Ｋ Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ Ｇ０１Ｎ 27/26 ３２５Ａ (56)参考文献 特開 平３−226666（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−181632（ＪＰ，Ａ) 米国特許5483075（ＵＳ，Ａ) Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓ ｔｒｙ，62／19，2149−2152 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/447
Claims (8)
- 【請求項１】 内孔を有するＤＮＡ分析用ガラスキャピ
ラリにおいて、前記キャピラリ及び前記内孔の各々は断
面形状が矩形であり、前記内孔は断面形状の短辺方向に
関して前記キャピラリの中央からオフセットしているこ
とを特徴とするＤＮＡ分析用ガラスキャピラリ。 - 【請求項２】 前記ガラスキャピラリに対する前記内孔
の断面積比が２５〜９０％であることを特徴とする請求
項１記載のＤＮＡ分析用ガラスキャピラリ。 - 【請求項３】 前記内孔の断面形状は長方形であること
を特徴とする請求項１又は２記載のＤＮＡ分析用ガラス
キャピラリ。 - 【請求項４】 前記ガラスは、全鉄分Ｆｅ2Ｏ3が１００
０ｐｐｍ以下であるシリケートガラスから成ることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＤＮＡ
分析用ガラスキャピラリ。 - 【請求項５】 前記シリケートガラスは、ＳｉＯ2４５
重量％以上の組成を有することを特徴とする請求項４記
載のＤＮＡ分析用ガラスキャピラリ。 - 【請求項６】 前記シリケートガラスは、ＳｉＯ2４５
〜８０重量％、Ａｌ2Ｏ3１〜２０重量％、二価の金属酸
化物５〜３０重量％、一価の金属酸化物４〜１４重量％
の組成を有することを特徴とする請求項５記載のＤＮＡ
分析用ガラスキャピラリ。 - 【請求項７】 前記二価の金属酸化物は、ＭｇＯ０〜８
重量％、ＣａＯ０〜１０重量％、ＳｒＯ０〜１０重量
％、ＢａＯ０〜３０重量％、ＺｎＯ０〜４重量％の組成
を有することを特徴とする請求項６記載のＤＮＡ分析用
ガラスキャピラリ。 - 【請求項８】 前記一価の金属酸化物は、Ｎａ 2 Ｏ、Ｋ 2
Ｏ、Ｌｉ 2 Ｏの組成を有することを特徴とする請求項６
又は７記載のＤＮＡ分析用ガラスキャピラリ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154976A JP3357652B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | Ｄｎａ分析用ガラスキャピラリ及びその製造方法 |
| US09/852,592 US6511843B2 (en) | 2000-05-25 | 2001-05-10 | Glass capillary for DNA analysis and manufacturing method thereof, and DNA analyzer that uses the glass capillary |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154976A JP3357652B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | Ｄｎａ分析用ガラスキャピラリ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001337072A JP2001337072A (ja) | 2001-12-07 |
| JP3357652B2 true JP3357652B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=18659987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000154976A Expired - Fee Related JP3357652B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | Ｄｎａ分析用ガラスキャピラリ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6511843B2 (ja) |
| JP (1) | JP3357652B2 (ja) |
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| JP3357652B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2002-12-16 | 日本板硝子株式会社 | Ｄｎａ分析用ガラスキャピラリ及びその製造方法 |
| JP2004170484A (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Yuji Matsuura | ビームホモジナイザ |
| US20050048571A1 (en) * | 2003-07-29 | 2005-03-03 | Danielson Paul S. | Porous glass substrates with reduced auto-fluorescence |
| JP2006126179A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-05-18 | Asahi Glass Co Ltd | 分析チップ用ガラス基板および分析チップ |
| US7838452B2 (en) | 2005-04-05 | 2010-11-23 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Ultraviolet ray transmitting glass composition and glass article making use of the same |
| GB201505091D0 (en) | 2015-03-26 | 2015-05-06 | Pilkington Group Ltd | Glass |
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| EP3636607B1 (de) * | 2018-10-09 | 2021-01-13 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Verfahren zur herstellung eines kapillarrohres |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| US5885430A (en) * | 1996-10-04 | 1999-03-23 | Spectrumedix Corporation | Capillary tube holder for an electrophoretic apparatus |
| JP3357652B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2002-12-16 | 日本板硝子株式会社 | Ｄｎａ分析用ガラスキャピラリ及びその製造方法 |
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- 2000-05-25 JP JP2000154976A patent/JP3357652B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2001
- 2001-05-10 US US09/852,592 patent/US6511843B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，６２／１９，２１４９−２１５２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020042068A1 (en) | 2002-04-11 |
| JP2001337072A (ja) | 2001-12-07 |
| US6511843B2 (en) | 2003-01-28 |
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