JP3481828B2 - 電気泳動分析装置，電気泳動分析方法及びそれに用いる試料容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、電気泳動分析装置，電気泳動分
析方法及びそれに用いる試料容器に係り、特に、複数の
毛細管または微細流路を泳動分離媒体として用いてＤＮ
Ａ（デオキシリボ核酸）などの生体試料を分析するＤＮ
Ａシーケンサ（ＤＮＡ塩基配列解析装置）に用いるに好
適な電気泳動分析装置，電気泳動分析方法及びそれに用
いる試料容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気泳動を基盤にしたＤＮＡ分析技術、
特に、ＤＮＡシーケンサ（ＤＮＡ塩基配列解析装置）
が、広く普及してきている。分析ニーズの高まりに応じ
て、分析処理量を向上させる必要が増加している。分析
処理量を向上させる一つの方法として、電気泳動媒体の
集積化が上げられる。

【０００３】従来の電気泳動分離媒体としては、２枚の
平板ガラスの間で形成した薄層ゲルが用いられていた。
それに対して、例えば、Ｎａｔｕｒｅ，第３６１巻（１
９９３），神原，第５６５−５６６頁や、米国特許第５
２７７７８０号明細書，米国特許第５３６６６０８号明
細書，特開平５−７２１７７号公報，米国特許第５２７
４２４０号明細書，特表平７−５０３３２２号公報等に
記載されているように、微小な内径のキャピラリーを複
数本用いるマルチキャピラリー方式が提案されている。
この方式を用いることにより、キャピラリーの細さを活
かして集積度を上げ、より多数の試料を同時に分析する
ことが可能となる。また、泳動路の断面積が従来の平板
ガラスに比べて小さくなるので、電気泳動による電流が
小さく、ジュール熱の発生が小さくなる。即ち、より高
い電気泳動電圧をかけて高速に泳動することができる。
従って、多数の試料を同時に、かつ高速に分離分析でき
るようになる。

【０００４】また、第２の方式としては、米国特許第５
１９２４１２号明細書や特開平５−９３７１１号公報に
記載のように、ガラス板表面に微細な溝を形成させ泳動
路として利用するマルチキャピラリー方式も提案されて
いる。この方式においても、多数の試料を同時に、かつ
高速に分離分析できるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなマルチ
キャピラリー方式においては、最初に、試料容器に収容
された試料中に、電極とキャピラリーの一端を挿入して
から、キャピラリー両端に電圧を印加し、電気的に試料
を移動させてキャピラリー内に導入し、次に、バッファ
槽のバッファ液中に、電極とキャピラリーの一端を挿入
してから、キャピラリー両端に電圧を印加し、電気泳動
により試料を分離する。

【０００６】同時に分析する試料の数が数個の場合に
は、用いる電極及びキャピラリーの数も試料数に等しい
数個であるため、試料容器やバッファ槽に、電極やキャ
ピラリーを挿入する作業もそれほど手間がかかるもので
ない。

【０００７】しかしながら、分析処理量を向上させるた
めに、同時に分析する試料の数を数十個とすると、電極
やキャピラリーを挿入する作業が困難なものとなる。具
体的には、例えば、ＤＮＡシーケンサにおいて一般的に
用いられる試料の量は、僅か、５マイクロリットルであ
る。これは多量の試料量が得にくいとともに、用いる試
薬が高価なためである。５マイクロリットルの試料を、
内径２ｍｍの試料容器に入れた場合、液面の高さはわず
か約１．５ｍｍである。このような内径が小さく、しか
も、液面高さの低い試料内に、電極とキャピラリーをそ
れぞれ数十本も個別の試料容器の中に挿入しようとする
と、その作業は極めて困難なものである。

【０００８】本発明の目的は、マルチキャピラリー方式
を用いる電気泳動分析装置において、分析作業の容易な
電気泳動分析装置及びそれに用いる試料容器を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、複数の泳動路と、これらの泳動路
に導入される複数の試料を収容する試料容器を固定する
サンプルトレイホルダと、上記泳動路に導入され、電気
泳動分離された複数の試料成分を光学的に検出する検出
器と、上記泳動路に電圧を印加する高電圧電源を有する
電気泳動分析装置であって、上記試料容器は、収容され
る試料と接触する電極を備え、上記サンプルトレイホル
ダの少なくとも一部は、上記高電圧電源と電気的に接続
され、かつ上記試料容器が上記サンプルトレイホルダに
固定されると上記電極と電気的に導通するようにしたも
のである。かかる構成により、試料容器の一部を電極と
して用いることができ、試料内への電極の挿入が不要と
なるため、分析作業が容易となるものである。（２）上記（１）において、好ましくは、上記試料容器
の一部を透明としたものである。 （３）上記（１）において、好ましくは、上記電極の材
質をＳＵＳとしたものである。 （４）上記（１）において、好ましくは、上記電極と上
記高電圧電源の間に接続された電流検出回路を備え、試
料に流れる電流をモニタリングするようにしたものであ
る。

【００１０】（５）上記（１）において、好ましくは、
上記試料容器は、複数の開口が形成されたプレート部
と、このプレート部の底部に固定される金属性ベース部
とによって形成するようにしたものである。

【００１１】（６）上記（１）において、好ましくは、
上記試料容器は、さらに、上記金属性ベース部に固定さ
れた金属性ピンを備え、この金属性ピンの凸部が上記プ
レート部の上記開口内に突出するようにしたものであ
る。かかる構成により、電極として用いる金属性ピンと
試料の接触性を高め得るものとなる。

【００１２】（７）上記（１）において、好ましくは、
上記試料容器は、複数の開口が形成された導電性材料か
らなるプレート部と、このプレート部の底部に固定され
るベース部とによって形成するようにしたものである。

【００１３】（８）上記（１）において、好ましくは、
上記試料容器は、複数の開口が形成されたプレート部
と、このプレート部の底部に固定されるベース部と、上
記プレート部の開口と上記ベース部とによって形成され
る試料収納部に収容される試料と接触する導電性材料か
らなるプレート若しくはワイヤーとによって形成するよ
うにしたものである。

【００１４】（９）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の試料を収容する試料容器から複数の泳
動路へ試料成分を導入する電気泳動分析方法であって、
収容された試料と接触する電極を備えた試料容器をサン
プルトレイホルダに固定することにより該電極と高電圧
電源を電気的に導通し、電極を介して泳動路に電圧を印
加し、泳動路に試料を導入するようにしたものである。
かかる方法により、試料容器の一部を電極として用いる
ことができ、試料内への電極の挿入が不要となるため、
分析作業が容易となるものである。

【００１５】（１０）また、上記目的を達成するため
に、本発明は、電気泳動分析装置のサンプルトレイホル
ダに固定でき、複数の試料を収容する試料容器であっ
て、上記試料容器がサンプルトレイホルダに固定される
と上記電気泳動装置の高電圧電源と電気的に導通し、か
つ収容する試料と接触する電極を備えるようにしたもの
である。 かかる構成により、試料容器の一部を電極とし
て用いることができ、試料内への電極の挿入が不要とな
るため、分析作業が容易となるものである。

【００１６】（１１）上記（１０）において、好ましく
は、上記試料容器の一部を透明としたものである。

【００１７】（１２）上記（１０）において、好ましく
は、上記電極の材質をＳＵＳとしたものである。

【００１８】（１３）上記（１０）において、好ましく
は、上記試料容器は、複数の開口が形成されたプレート
部と、このプレート部の底部に固定される金属性ベース
部とによって形成したものである。

【００１９】（１４）上記（１０）において、好ましく
は、上記試料容器は、さらに、上記金属性ベース部に固
定された金属性ピンを備え、この金属性ピンの凸部が上
記プレート部の上記開口内に突出するようにしている。

【００２０】（１５）上記（１０）において、好ましく
は、上記試料容器は、複数の開口が形成された導電性材
料からなるプレート部と、このプレート部の底部に固定
されるベース部とによって形成するようにしたものであ
る。

【００２１】（１６）上記（１０）において、好ましく
は、上記試料容器は、複数の開口が形成されたプレート
部と、このプレート部の底部に固定されるベース部と、
上記プレート部の開口と上記ベース部とによって形成さ
れる試料収納部に収容される試料と接触する導電性材料
からなるプレート若しくはワイヤーとによって形成する
ようにしたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１を用いて、本
発明の一実施形態による電気泳動分析装置及びそれに用
いる試料容器について説明する。最初に、図１を用い
て、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置の全体
構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に
よる電気泳動分析装置の全体構成を示す斜視図である。

【００２３】最初に全体の構成について説明する。移動
機構１０の上には、バッファ（電解液）を収容した泳動
バッファ槽１２が配置されている。泳動バッファ槽１２
の中には、白金電極１３が張架されており、白金電極１
３は、バッファと接触している。また、移動機構１０の
上には、サンプルトレイホルダ１４を介して、３個のサ
ンプルトレイ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが配置され
ている。サンプルトレイ１００Ａは、図２を用いて後述
するように、４８個の試料容器を備えている。サンプル
トレイ１００Ａは、止めネジＳ１，Ｓ２によってサンプ
ルトレイホルダ１４に固定されており、サンプルトレイ
ホルダ１４から取り外し可能である。サンプルトレイ１
００Ａの底部は、ＳＵＳのような導電性金属で構成され
ており、ＳＵＳのような導電性金属で構成されてサンプ
ルトレイホルダ１４と電気的に導通している。サンプル
トレイ１００Ｂ，１００Ｃも同様にして、４８個の試料
容器を備えており、サンプルトレイ１００Ｂ，１００Ｃ
の底部は、サンプルトレイホルダ１４と電気的に導通し
ている。

【００２４】移動機構１０は、上下移動用モータ１６Ｚ
を用いて、上下スライドガイド１８Ｚに沿って、Ｚ軸方
向に上下移動可能である。また、移動機構１０は、前後
移動用モータ１６Ｘを用いて、前後スライドガイド１８
Ｘに沿って、Ｘ軸方向に前後移動可能である。上下移動
用モータ１６Ｚ及び前後移動用モータ１６Ｘは、制御装
置８０によって制御される。また、３個のサンプルトレ
イ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを覆うようにして、塩
化ビニルやアクリル樹脂等の透明なカバー１９が配置さ
れており、試料容器に保持された試料の蒸発の抑制や外
部からのゴミの混入を防止している。

【００２５】４８本のキャピラリー２０が並列的に配置
されており、その内部には、分離用のゲルマトリックス
が充填されている。キャピラリー２０の下端側はキャピ
ラリ押さえ２２により固定され、その下端は泳動バッフ
ァ槽１２は、泳動バッファ槽１２内のバッファに挿入さ
れている。キャピラリー２０の上端側は、キャピラリ押
さえ２４により固定され、その上端は、カプラ２６に接
続固定されている。

【００２６】カプラ２６は、接地側の電極プラグ３２に
接続され、電極プラグ３２は、高電圧電源３０の接地極
に接続されている。また、サンプルトレイホルダ１４
は、高圧側の電極プラグ３４と接続され、バッファ槽１
２の白金電極１３は、高圧側の電極プラグ３６と接続さ
れ、電極プラグ３４，３６は、高電圧電源３０の高圧
（−）極に接続されている。

【００２７】カプラ２６は、シースフローセル４０に接
続されている。シースフローセル４０には、シース液タ
ンク４２の中に保持されたシース液４４が、重力によっ
て導入される。キャピラリー２０の中で泳動分離され、
キャピラリー２０の泳動終端部から流出する分離された
試料は、シース液によって各キャピラリーの試料成分が
互いに分離されたまま上部側に運ばれる。

【００２８】シースフローセル４０の側面方向（図示Ｙ
方向）からは、レーザ５０から出射したレーザ光が、レ
ンズ４２によって平行光束にコリメートされた上で、照
射され、シースフローセル４０中の分離された試料を励
起する。レーザ５０とレンズ５２の間には、シャッタ５
４が設けられており、試料の励起を選択的に行えるよう
になっている。レーザ光照射によって発生した蛍光は、
Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向から取り出され、集光レン
ズ６２によって集光され、フィルタ６４によって検出す
べき波長の光が選択され、さらに、結像レンズ６６によ
って、２次元ＣＣＤセンサ等の光センサ６８上に結像す
る。光センサ６８によって検出された信号は、信号処理
装置７０に送られ、信号処理され、蛍光の波長により末
端塩基の種類を識別し、計測信号をもとに核酸試料の塩
基配列が解析される。

【００２９】ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）の塩基配列の
決定では、一般的に４波長の計測が行われる。各極大波
長が、それぞれ、ＤＮＡ断片の末端の塩基の種類に対応
するように、予め反応操作で蛍光色素が結合される。

【００３０】シースフローセル４０の上端部には、ドレ
インアダプタ４６が取り付けられており、キャピラリー
２０からシースフローセル４０内に流入した試料を、廃
液として、ドレインチューブ４７を通って、ドレイン瓶
４９に排出する。ドレインチューブ４７の途中には、オ
リフィスや複数本のキャピラリーから構成されるフロー
コントローラが設けられており、ドレインチューブ４７
の流路抵抗を一定として、流量を制御している。

【００３１】次に、本実施形態による電気泳動分析装置
の全体的な動作について説明する。予めサンプルトレイ
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃのそれぞれ４８個の試料
容器には、所定量の分析試料が分注されている。試料の
収容されたサンプルトレイ１００Ａ，１００Ｂ，１００
Ｃは、サンプルトレイホルダ１４に止めネジＳ１，Ｓ２
により固定される。制御装置８０は、上下移動モータ１
６Ｚを駆動して、移動機構１０をＺ１方向に下降する。
キャピラリー２０の下端が、バッファ槽１２から充分に
離れた位置で移動機構１０の下降を停止する。次に、制
御装置８０は、前後移動モータ１６Ｘを駆動して、移動
機構１０をＸ１方向に移動する。サンプルトレイ１００
Ａが、キャピラリー２０の真下にくると、移動機構１０
の移動を停止する。さらに、制御装置８０は、上下移動
モータ１６Ｚを駆動して、移動機構１０をＺ２方向に上
昇する。そして、キャピラリー２０の先端がサンプルト
レイ１００Ａの中の試料容器中の試料に挿入される位置
で、移動機構１０の上昇を停止する。移動機構１０の上
下移動動作及び前後移動動作における位置決めは、移動
機構１０に設けられたスイッチ等の位置検出機構を用い
てなされる。

【００３２】キャピラリー２０の下端が試料中に挿入さ
れている状態で、サンプルトレイ１００Ａとカプラ２６
の間に高電圧電源３０から高電圧を印加することによ
り、試料容器中の試料は、キャピラリー２０内に導入さ
れる。

【００３３】次に、制御装置８０は、上下移動モータ１
６Ｚを駆動して、移動機構１０をＺ１方向に下降する。
キャピラリー２０の下端が、サンプルトレイ１００Ａか
ら充分に離れた位置で移動機構１０の下降を停止する。
次に、制御装置８０は、前後移動モータ１６Ｘを駆動し
て、移動機構１０をＸ２方向に移動する。バッファ槽１
２が、キャピラリー２０の真下にくると、移動機構１０
の移動を停止する。さらに、制御装置８０は、上下移動
モータ１６Ｚを駆動して、移動機構１０をＺ２方向に上
昇する。そして、キャピラリー２０の先端がバッファ槽
１２の中のバッファに挿入される位置で、移動機構１０
の上昇を停止する。移動機構１０の上下移動動作及び前
後移動動作における位置決めは、移動機構１０に設けら
れたスイッチ等の位置検出機構を用いてなされる。

【００３４】キャピラリー２０の下端がバッファ中に挿
入されている状態で、白金電極１３とカプラ２６の間に
高電圧電源３０から高電圧を印加することにより、キャ
ピラリー２０に導入されている試料は、電気泳動により
分離される。

【００３５】サンプルトレイ１００Ａの中の試料の分析
が終了すると、上述したのと同様の手順で、サンプルト
レイ１００Ｂ，１００Ｃ内の試料がキャピラリー２０に
導入され、電気泳動分離される。

【００３６】一つの試料の分析には、約２時間程度を要
するため、図１に示すように、サンプルトレイホルダ１
４上に、３個のサンプルトレイ１００Ａ，１００Ｂ，１
００Ｃを設置することにより、約６時間の自動分析が可
能となる。サンプルトレイの数は３個に限らず、さらに
多くてもよいものである。

【００３７】また、電気泳動分離された試料の光学的な
検出方法としては、蛍光検出に限らず、吸光度検出など
を用いることもできる。

【００３８】次に、図２〜図３を用いて、本実施形態に
おいて用いる試料容器の構成について説明する。図２
は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用い
る試料容器の平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面
図である。

【００３９】サンプルトレイ１００は、平面形状は矩形
であり、４８個の円形の試料容器１００−１，１００−
２，…，１００−４８が直線的に配置されている。サン
プルトレイ１００は、上部のサンプルプレート１０２
と、サンプルプレート１０２の下に固定された金属ベー
ス１０４を備えている。サンプルプレート１０２は、透
明なアクリル樹脂により形成されており、試料容器１０
０−１，１００−２，…，１００−４８を形成するため
の４８個の円形の開口が形成されている。サンプルプレ
ート１０２の材質としては、他に、塩化ビニールやポリ
カーボン等の透明なプラスチック等を用いることができ
る。サンプルプレート１０２を透明な材質により形成す
ることにより、試料容器１００−１，１００−２，…，
１００−４８内に収容される試料や、試料内に挿入され
るキャピラリーの状態を目視で容易に確認することがで
きる。

【００４０】サンプルプレート１０２は、８個のネジに
より金属ベース１０４に固定されている。金属ベース１
０４の材料としては、導電性材料であるＳＵＳを用いて
いる。金属ベース１０４は、試料容器１００−１，１０
０−２，…，１００−４８の壁面の一部を形成してお
り、試料容器１００−１，１００−２，…，１００−４
８内に収容される試料に対する共通な電極として用いら
れる。試料容器の一部を金属ベースとすることにより、
従来のように、試料中に電極を挿入する必要はなくな
る。金属ベース１０４の材料として、汎用性のある材料
であるＳＵＳを用いても、充分な耐久性があることが実
験的に確かめられている。金属ベース１０４としてＳＵ
Ｓを用い、サンプルトレイ１００を定期的に水洗いする
だけで、６ヶ月以上の連続使用が可能であった。従来の
電気泳動分析装置においては、電極材料としては、白金
等の貴金属を用いていたため、装置が高価になっていた
が、電極としてＳＵＳを用いることにより、試料容器を
安価に構成することができる。

【００４１】金属ベース１０４の両端には、円形の穴１
０４Ａが形成されており、図１において説明したよう
に、サンプルトレイ１００は、止めネジを用いて、金属
性のサンプルトレイホルダに固定されて使用される。

【００４２】なお、サンプルトレイ１００をサンプルト
レイホルダに固定する方法としては、止めネジに限ら
ず、板バネ等を用いることも可能である。

【００４３】なお、金属ベース１０４の代わりに、絶縁
性基板の上に、金属箔を形成したり、蒸着やスパッタリ
ング等の方法により金属皮膜を形成しても、金属ベース
と同様に用いることができる。このとき、金属箔若しく
は金属皮膜は、試料容器の壁面の一部を形成し、試料容
器内に収容される試料と電気的導通をとることにより、
電極として使用できる。

【００４４】サンプルプレート１０２と金属ベース１０
４の間には、後述するように、試料容器内の試料が漏れ
るのを防止するため、パッキングが挿入されている。

【００４５】サンプルプレート１０２の長さＬ１は、１
６０ｍｍとしている。サンプルプレート１０２に形成さ
れた試料容器１００−１の中心から試料容器１００−４
８の中心までの距離Ｌ２は、１４１ｍｍである。即ち、
隣合う試料容器間のピッチＰは、３ｍｍとしている。試
料容器の断面形状については、図３を用いて説明する
が、試料容器の最上部の開口径は、φ２．８である。

【００４６】隣合う試料容器間のピッチＰは、マイクロ
タイタープレートのピッチ（９ｍｍ）の整数分の１にし
ている。即ち、一般に、試料の準備にはマイクロタイタ
ープレートが良く用いられている。マイクロタイタープ
レートから試料をピペッティングするピペットのピッチ
は、マイクロタイタープレートのピッチと等しくなって
いる。このピペットを用いて、マイクロタイタープレー
トから試料容器に試料をピペッティングする際、試料容
器間のピッチＰを、マイクロタイタープレートのピッチ
（９ｍｍ）の整数分の１，例えば、図２に示すように、
１／３とすることにより、既存のピペットを用いること
ができる。即ち、第１回目のピペッティングで、試料容
器１００−１，１００−４，…，１００−４６というよ
うに、３つ置きの試料容器内に試料を注入する。第２回
目のピペッティングでは、ピペットを３ｍｍだけずらし
て、試料容器１００−２，１００−５，…，１００−４
７に試料を注入する。さらに、第３回目には、さらに、
ピペットを３ｍｍだけずらして、試料容器１００−３，
１００−６，…，１００−４８に試料を注入する。この
ようにして、試料のピペッティングを３回に分ける必要
はあるものの、既存のピペットを用いて、試料を試料容
器に注入することができる。

【００４７】試料容器間のピッチＰは、マイクロタイタ
ープレートのピッチ（９ｍｍ）の整数分の１とし、使用
する試料量と寸法を考慮すると、多くは、２分の１乃至
４分の１が適当である。

【００４８】次に、図３を用いて、サンプルトレイ１０
０の断面構造について説明する。図３は、図２のＡ−Ａ
拡大断面図である。サンプルプレート１０２と金属ベー
ス１０４とは、図２において説明したようにネジ止めさ
れている。サンプルプレート１０２の下面側には、溝が
形成されており、この溝内に予めパッキング１０６が挿
入されており、サンプルプレート１０２と金属ベース１
０４との間からの液漏れを防止している。パッキング１
０６の材料としては、シリコンゴムを用いている。

【００４９】サンプルプレート１０２の断面形状は、段
付き部１０２Ｂと、テーパ部１０２Ｃと、円筒部１０２
Ｄとを有している。段付き部１０２Ｂは、図２に示した
ように長円形状をしており、その幅Ｗは、６ｍｍとして
いる。サンプルプレート１０２の高さＨを７ｍｍとする
とき、段付き部１０２Ｂの高さＨ１は、１．５ｍｍであ
る。

【００５０】テーパ部１０２Ｃは、テーパ角θが２４．
４゜の円錐形状であり、上端側の開口径Ｒ１は、φ２．
８ｍｍである。また、テーパ部１０２Ｃの下端部の開口
径Ｒ２は、φ１．２ｍｍである。テーパ部１０２Ｃは、
ピペットやキャピラリーを試料容器内に挿入する際に、
挿入作業を容易とし、ピペットやキャピラリーの先端が
底に付き易くしている。テーパ部１０２Ｃの高さＨ２
は、３．７ｍｍである。

【００５１】円筒部１０２Ｄは、開口径Ｒ２がφ１．２
ｍｍであり、高さＨ３が１ｍｍである。試料の量を５マ
イクロリットルとすると、試料は、ほぼ円筒部１０２Ｄ
内に収容される。

【００５２】一方、金属ベース１０４には、予め金属ピ
ン１０８が圧入されている。金属ピン１０８は、試料容
器の数と等しい４８個である。金属ピン１０８は、金属
ベース１０４と同じ材質であり、ＳＵＳを用いている。
金属ピン１０８の先端は、突起部１０８Ａを有してお
り、突起部１０８Ａの直径Ｒ３は、φ０．８ｍｍであ
る。サンプルプレート１０２と金属ベース１０４を互い
に固定した状態で、金属ピン１０８の突起部１０８Ａ
は、サンプルプレート１０２の円筒部１０２Ｄに僅かに
突き出される。これによって、試料容器内に収容される
試料と電極として用いられる金属ピン１０８や金属ベー
ス１０４の電気的接触を確実なものとしている。

【００５３】また、一般に、ピペットを用いて試料を試
料容器内に注入した際に生じる泡が試料容器の壁面に付
着する場合がある。この泡が試料容器の最底部に付着
し、その中にキャピラリーを挿入すると、キャピラリー
内に試料を導入できないことになる。そこで、突起部１
０８Ａを円筒部１０２Ｄ内に突き出すようにすることに
より試料容器の底部に泡が付着した場合でも、キャピラ
リーは、突起部１０８Ａの先端までしか挿入されないた
め、泡の影響を低減して、試料をキャピラリー内に導入
することができる。

【００５４】試料容器の一部であるテーパ部１０２Ｃの
上端の開口径Ｒ１は、試料の量によっても異なるが、φ
７ｍｍ以下とする。特に、試料量が少量である場合に
は、開口径Ｒ１は、φ３ｍｍ以下、例えば、上述したよ
うに、φ２．８ｍｍとする。さらに、少量な試料の場合
には、φ２ｍｍ以下とする場合もある。

【００５５】以上説明したように、サンプルトレイ１０
０は、４８個の多数の試料容器を有しているが、試料容
器の一部を導電性の金属ベース及び金属ピンとし、これ
を電極としているので、従来のような電極を試料容器内
に挿入する作業が不要となる。従って、試料容器内に挿
入するのは、キャピラリーだけでよいため、分析の前作
業が容易となる。

【００５６】また、図１において説明したように、４８
本のキャピラリーを並列的に配置し、キャピラリー押さ
え２２によって相互の位置を固定しておくことにより、
サンプルトレイ１００を移動機構１０によって上方向に
移動するだけに、マルチキャピラリータイプの複数本の
キャピラリーを容易に試料容器内に挿入することが可能
となる。従って、図１に示したような構成の電気泳動分
析装置を用いて、電気泳動分析を自動化することができ
る。

【００５７】次に、図４を用いて、本実施形態において
用いる第２の試料容器の構成について説明する。図４
は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用い
る第２の試料容器の平面図である。

【００５８】図２に示したサンプルトレイ１００に対し
て、本実施形態におけるサンプルトレイ１００’は、試
料容器１００−１，１００−２，…，１００−４８を千
鳥状に配置している点において異なっている。試料容器
の断面形状は、図３において説明したものと同様であ
る。

【００５９】サンプルトレイ１００は、平面形状は矩形
であり、４８個の円形の試料容器１００−１，１００−
２，…，１００−４８が千鳥状に配置されている。サン
プルトレイ１００は、上部のサンプルプレート１０２’
と、サンプルプレート１０２’の下に固定された金属ベ
ース１０４を備えている。サンプルプレート１０２’
は、透明なアクリル樹脂により形成されており、試料容
器１００−１，１００−２，…，１００−４８を形成す
るための４８個の円形の開口が形成されている。

【００６０】サンプルプレート１０２’は、８個のネジ
により金属ベース１０４に固定されている。金属ベース
１０４の材料としては、導電性材料であるＳＵＳを用い
ている。金属ベース１０４は、試料容器１００−１，１
００−２，…，１００−４８の壁面の一部を形成してお
り、試料容器１００−１，１００−２，…，１００−４
８内に収容される試料に対する共通な電極として用いら
れる。試料容器の一部を金属ベースとすることにより、
従来のように、試料中に電極を挿入する必要はなくな
る。

【００６１】金属ベース１０４の両端には、円形の穴１
０４Ａが形成されており、図１において説明したよう
に、サンプルトレイ１００は、止めネジを用いて、金属
性のサンプルトレイホルダに固定されて使用される。

【００６２】サンプルプレート１０２’と金属ベース１
０４の間には、図３において説明したように、試料容器
内の試料が漏れるのを防止するため、パッキングが挿入
されている。

【００６３】サンプルプレート１０２’の長さＬ３は、
１２８ｍｍとしている。サンプルプレート１０２’に形
成された試料容器１００−１の中心から試料容器１００
−４８の中心までの距離Ｌ４は、１０６ｍｍであり、隣
合う試料容器間のピッチＰは、３ｍｍとしている。

【００６４】サンプルトレイ１００’上に、試料容器を
千鳥状に配置することにより、サンプルトレイ１００’
の長さを短くすることができ、電気泳動分析装置，特
に、移動機構を小型にすることができる。

【００６５】次に、図５を用いて、本実施形態において
用いる第３の試料容器の構成について説明する。図５
は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用い
る第３の試料容器の平面図である。

【００６６】図２若しくは図４に示したサンプルトレイ
１００に対して、本実施形態におけるサンプルトレイ１
００”は、ｎ個の試料容器１００−１１，１００−１
２，…，１００−２１，…，１００−３１，…，１００
−４１，…，１００−４ｎを４列に配置している点にお
いて異なっている。試料容器の断面形状は、図３におい
て説明したものと同様である。

【００６７】サンプルトレイ１００”は、平面形状は矩
形であり、４ｎ個の円形の試料容器１００−１１，１０
０−１２，…，１００−２１，…，１００−３１，…，
１００−４１，…，１００−４ｎがｎ個４列のマトリッ
クス状に配置されている。サンプルトレイ１００”は、
上部のサンプルプレート１０２”と、サンプルプレート
１０２”の下に固定された金属ベース１０４を備えてい
る。サンプルプレート１０２”は、透明なアクリル樹脂
により形成されており、試料容器１００−１１，…，１
００−４ｎを形成するための４ｎ個の円形の開口が形成
されている。

【００６８】サンプルプレート１０２”は、ネジにより
金属ベース１０４に固定されている。金属ベース１０４
の材料としては、導電性材料であるＳＵＳを用いてい
る。金属ベース１０４は、試料容器１００−１１，…，
１００−４ｎの壁面の一部を形成しており、試料容器１
００−１１，…，１００−４ｎ内に収容される試料に対
する共通な電極として用いられる。試料容器の一部を金
属ベースとすることにより、従来のように、試料中に電
極を挿入する必要はなくなる。

【００６９】サンプルトレイ１００”は、止めネジを用
いて、金属性のサンプルトレイホルダに固定されて使用
される。サンプルプレート１０２”と金属ベース１０４
の間には、図３において説明したように、試料容器内の
試料が漏れるのを防止するため、パッキングが挿入され
ている。隣合う試料容器間のピッチＰは、マイクロタイ
タープレートのピッチ（９ｍｍ）の整数分の１にしてい
る。

【００７０】サンプルトレイ１００”上に、試料容器を
複数列に配置することにより、サンプルトレイ１００”
の長さを短くすることができ、電気泳動分析装置，特
に、移動機構を小型にすることができる。

【００７１】次に、図６を用いて、本実施形態において
用いる第４の試料容器の断面構造について説明する。図
６は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用
いる第４の試料容器の断面図である。なお、複数の試料
容器が配置されるサンプルトレイの平面形状は、図２，
図４若しくは図５に示すものである。

【００７２】本実施形態におけるサンプルトレイ１００
Ａは、透明アクリル板からなるサンプルプレート１０２
Ｅと、絶縁性のベース１０４Ｂと、シリコンゴム製のパ
ッキング１０６と、ＳＵＳ等の導電性材料からなる金属
ピン１０８とによって構成されている。サンプルプレー
ト１０２Ｅには、試料容器として機能するテーパ部が形
成されており、このテーパ部に試料が収容される。金属
ピン１０８は、収容された試料と接触して電気的導通を
とり、電極として作用する。サンプルトレイ１００Ａに
は、複数の試料容器が形成されるため、金属ピン１０８
の数も形成される試料容器の数に等しく、複数の金属ピ
ン１０８は、図１に示した金属製のサンプルトレイホル
ダと電気的に接続される。

【００７３】サンプルプレート１０２Ｅとベース１０４
Ｂは、ネジ止めされている。サンプルプレート１０２Ｅ
の下面側には、溝が形成されており、この溝内に予めパ
ッキング１０６が挿入されており、サンプルプレート１
０２Ｅとベース１０４Ｂとの間からの液漏れを防止して
いる。

【００７４】なお、複数の金属ピン１０８をそれぞれ独
立して高電圧電源に接続し、金属ピンと高電圧電源との
間に、電流検出回路を接続することにより、個々の試料
毎の電流をモニタリングできる。

【００７５】次に、図７を用いて、本実施形態において
用いる第５の試料容器の断面構造について説明する。図
７は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用
いる第５の試料容器の断面図である。なお、複数の試料
容器が配置されるサンプルトレイの平面形状は、図２，
図４若しくは図５に示すものである。

【００７６】本実施形態におけるサンプルトレイ１００
Ｂは、金属製のサンプルプレート１０２Ｆと、絶縁性の
ベース１０４Ｃと、シリコンゴム製のパッキング１０６
とによって構成されている。サンプルプレート１０２Ｆ
には、試料容器として機能するテーパ部が形成されてお
り、このテーパ部に試料が収容される。また、サンプル
プレート１０２Ｆを導電性とすることにより、電極とし
ての機能も有している。

【００７７】サンプルプレート１０２Ｆとベース１０４
Ｃは、ネジ止めされている。ベース１０４Ｃの上面側に
は、溝が形成されており、この溝内に予めパッキング１
０６が挿入されており、サンプルプレート１０２Ｆとベ
ース１０４Ｃとの間からの液漏れを防止している。

【００７８】次に、図８を用いて、本実施形態において
用いる第６の試料容器の断面構造について説明する。図
８は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用
いる第６の試料容器の断面図である。なお、複数の試料
容器が配置されるサンプルトレイの平面形状は、図２，
図４若しくは図５に示すものである。

【００７９】本実施形態におけるサンプルトレイ１００
Ｃは、絶縁性のサンプルプレート１０２Ｇと、絶縁性の
ベース１０４Ｄと、シリコンゴム製のパッキング１０６
と、金属シート１０９によって構成されている。サンプ
ルプレート１０２Ｇには、試料容器として機能するテー
パ部が形成されており、このテーパ部に試料が収容され
る。

【００８０】サンプルプレート１０２Ｇとベース１０４
Ｄは、ネジ止めされている。サンプルプレート１０２Ｇ
とベース１０４Ｄの間には、金属シート１０９とシリコ
ンゴム製のパッキング１０６Ａが挟み込まれる。金属シ
ート１０９は、試料と接触して電極として作用する。パ
ッキング１０６Ａは、サンプルプレート１０２Ｇとベー
ス１０４Ｄとの間からの液漏れを防止している。

【００８１】次に、図９を用いて、本実施形態において
用いる第７の試料容器の断面構造について説明する。図
９は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用
いる第７の試料容器の断面図である。なお、複数の試料
容器が配置されるサンプルトレイの平面形状は、図２，
図４若しくは図５に示すものである。

【００８２】本実施形態におけるサンプルトレイ１００
Ｄは、絶縁性のサンプルプレート１０２Ｈと、絶縁性の
ベース１０４Ｃと、シリコンゴム製のパッキング１０６
Ｂと、金属ワイヤー１０９Ａによって構成されている。
サンプルプレート１０２Ｈには、試料容器として機能す
るテーパ部が形成されており、このテーパ部に試料が収
容される。

【００８３】サンプルプレート１０２Ｈとベース１０４
Ｃは、ネジ止めされている。サンプルプレート１０２Ｈ
とベース１０４Ｃの間には、金属ワイヤー１０９Ａとシ
リコンゴム製のパッキング１０６Ｂが挟み込まれる。金
属ワイヤー１０９Ａは、試料と接触して電極として作用
する。パッキング１０６Ｂは、サンプルプレート１０２
Ｈとベース１０４Ｃとの間からの液漏れを防止してい
る。

【００８４】次に、図１０を用いて、本実施形態におい
て用いる第８の試料容器の電極部の構造について説明す
る。図１０は、本発明の一実施形態による電気泳動分析
装置に用いる第８の試料容器の電極部の平面図である。
なお、複数の試料容器が配置されるサンプルトレイの平
面形状は、図２，図４若しくは図５に示すものである。
また、断面構造は、例えば、図８に示すものである。

【００８５】本実施形態においては、絶縁性のベース１
０４Ｃの上に、金属膜を蒸着し、選択エッチングによっ
て、電極パターン１０９Ｂを形成するようにしている。
それぞれの電極パターン１０９Ｂは、コネクタ１１０に
接続され、コネクタ１１０を介して、高電圧電源と接続
される。

【００８６】次に、図１１を用いて、本実施形態におい
て用いる第９の試料容器の構造について説明する。図１
１は、本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に用
いる第９の試料容器の電極部の平面図である。

【００８７】本実施形態においては、ＳＵＳ等の金属製
のベース１０４Ｆの上に、金属製の凸部１０４Ｆ１，１
０４Ｆ２が一体的に形成されている。これらの凸部１０
４Ｆ１，１０４Ｆ２の上に、絶縁性リング１０３Ａ，１
０３Ｂを挿入することにより試料容器を形成するように
している。ここで、ベース１０４Ｆは、各試料容器に対
する電極として作用する。

【００８８】なお、試料容器の一部を形成する導電性材
料としては、金属に代えて、導電性ゴムや導電性有機材
料を用いることも可能である。

【００８９】なお、以上の説明では、サンプルトレイの
一部を導電性材料で形成しているが、サンプルトレイ全
体を金属性としてもよいものである。

【００９０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、サンプルトレイが有している複数の試料容器は、そ
の一部を導電性の材料で形成し、これを電極としている
ので、従来のような電極を試料容器内に挿入する作業が
不要となる。従って、試料容器内に挿入するのは、キャ
ピラリーだけでよいため、分析の前作業が容易となる。

【００９１】また、複数のキャピラリーを並列的に配置
し、キャピラリー押さえ等を用いて相互の位置を固定し
ておくことにより、サンプルトレイを移動機構によって
上方向に移動するだけに、マルチキャピラリータイプの
複数本のキャピラリーを容易に試料容器内に挿入するこ
とが可能となる。従って、電気泳動分析装置を用いて、
電気泳動分析を自動化することができる。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、マルチキャピラリー方
式を用いる電気泳動分析装置における分析作業を容易に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置の
全体構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に
用いる試料容器の平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に
用いる第３の試料容器の平面図である。

【図５】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に
用いる第３の試料容器の平面図である。

【図６】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に
用いる第４の試料容器の断面図である。

【図７】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に
用いる第５の試料容器の断面図である。

【図８】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に
用いる第６の試料容器の断面図である。

【図９】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置に
用いる第７の試料容器の断面図である。

【図１０】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置
に用いる第８の試料容器の電極部の平面図である。

【図１１】本発明の一実施形態による電気泳動分析装置
に用いる第９の試料容器の電極部の平面図である。

【符号の説明】

１０…移動機構 １２…泳動バッファ槽 １３…白金電極 １４…サンプルトレイホルダ １６…モータ １８…スライドガイド １９…カバー ２０…キャピラリー ２２，２４…キャピラリ押さえ ２６…カプラ ３０…高電圧電源 ４０…シースフローセル ４４…シース液 ５０…レーザ ６４…フィルタ ６８…光センサ ７０…信号処理装置 ８０…制御装置 １００…サンプルトレイ １００−１，１００−２，…，１００−４８…試料容器 １０２…サンプルプレート １０４…ベース １０６…パッキング １０８…金属ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−206382（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−206381（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−253591（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−253592（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−193976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−144253（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/447

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の泳動路と、これらの泳動路に導入される複数の試料を収容する試料
   容器を固定するサンプルトレイホルダと、 上記 泳動路に導入され、電気泳動分離された複数の試料
   成分を光学的に検出する検出器と、 上記泳動路に電圧を印加する高電圧電源 を有する電気泳
   動分析装置であって、 上記試料容器は、収容される試料と接触する電極を備
   え、 上記サンプルトレイホルダの少なくとも一部は、上記高
   電圧電源と電気的に接続され、かつ上記試料容器が上記
   サンプルトレイホルダに固定されると上記電極と電気的
   に導通する 電気泳動分析装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の電気泳動分析装置であっ
   て、 上記試料容器の一部が透明である電気泳動分析装置 。
3. 【請求項３】請求項１記載の電気泳動分析装置であっ
   て、 上記電極の材質がＳＵＳである電気泳動分析装置 。
4. 【請求項４】請求項１記載の電気泳動分析装置であっ
   て、 上記電極と上記高電圧電源の間に接続された電流検出回
   路を備え、試料に流れる電流をモニタリングする電気泳
   動分析装置 。
5. 【請求項５】請求項１記載の電気泳動分析装置であっ
   て、 上記試料容器は、 複数の開口が形成されたプレート部と、 このプレート部の底部に固定される金属性ベース部とに
   よって形成されている電気泳動分析装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の電気泳動分析装置であっ
   て、 上記試料容器は、さらに、 上記金属性ベース部に固定された金属性ピンを備え、こ
   の金属性ピンの凸部が上記プレート部の上記開口内に突
   出している電気泳動分析装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の電気泳動分析装置であっ
   て、 上記試料容器は、 複数の開口が形成された導電性材料からなるプレート部
   と、 このプレート部の底部に固定されるベース部とによって
   形成されている電気泳動分析装置。
8. 【請求項８】請求項１記載の電気泳動分析装置であっ
   て、 上記試料容器は、 複数の開口が形成されたプレート部と、 このプレート部の底部に固定されるベース部と、 上記プレート部の開口と上記ベース部とによって形成さ
   れる試料収納部に収容される試料と接触する導電性材料
   からなるプレート若しくはワイヤーとによって形成され
   ている電気泳動分析装置。
9. 【請求項９】複数の試料を収容する試料容器から複数の
   泳動路へ試料成分を導入する電気泳動分析方法であっ
   て、 収容された試料と接触する電極を備えた試料容器をサン
   プルトレイホルダに固定することにより該電極と高電圧
   電源を電気的に導通し、電極を介して泳動路に電圧を印
   加し、泳動路に試料を導入する電気泳動分析方法。
10. 【請求項１０】電気泳動分析装置のサンプルトレイホル
    ダに固定でき、複数の試料を収容する試料容器であっ
    て、 上記試料容器がサンプルトレイホルダに固定されると上
    記電気泳動装置の高電圧電源と電気的に導通し、かつ収
    容する試料と接触する電極を備えた試料容器。
11. 【請求項１１】請求項１０記載の試料容器であって、 上記試料容器の一部が透明である試料容器。
12. 【請求項１２】請求項１０記載の試料容器であって、 上記電極の材質がＳＵＳである試料容器。
13. 【請求項１３】請求項１０記載の試料容器であって、 上記試料容器は、 複数の開口が形成されたプレート部と、 このプレート部の底部に固定される金属性ベース部とに
    よって形成されている試料容器。
14. 【請求項１４】請求項１０記載の試料容器であって、 上記試料容器は、さらに、 上記金属性ベース部に固定された金属性ピンを備え、こ
    の金属性ピンの凸部が上記プレート部の上記開口内に突
    出している試料容器 。
15. 【請求項１５】請求項１０記載の試料容器であって、 上記試料容器は、 複数の開口が形成された導電性材料からなるプレート部
    と、 このプレート部の底部に固定されるベース部とによって
    形成されている試料容器。
16. 【請求項１６】請求項１０記載の試料容器であって、 上記試料容器は、 複数の開口が形成されたプレート部と、 このプレート部の底部に固定されるベース部と、 上記プレート部の開口と上記ベース部とによって形成さ
    れる試料収納部に収容 される試料と接触する導電性材料
    からなるプレート若しくはワイヤーとによって形成され
    ている試料容器。