JP3944044B2 - Multicapillary array electrophoresis device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光標識されたＤＮＡなどの試料を電気泳動により分離し、該試料を分析する電気泳動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＮＡの塩基配列および塩基長の決定等を目的として、石英管およびそれを覆うポリマ被覆からなるキャピラリを用いた電気泳動法が用いられている。石英キャピラリ中のポリアクリルアミド等の分離媒体に測定対象であるＤＮＡを含む試料を注入して、キャピラリの両端部に電圧を印加する。試料中のＤＮＡ合成物はキャピラリ内を移動し、分子量の大きさ等によって分離されキャピラリ内にDNAバンドを生じる。各ＤＮＡバンドには蛍光色素が加えられており、レーザ光の照射によって発色し、これを蛍光計測手段で読み取り、ＤＮＡの配列を決定する。蛋白質の分離・分析も同様に行って、蛋白質の構成を調べることができる。
【０００３】
レーザ光の照射方式の一つは以下のようなものである。平面基板上に並んだ複数のキャピラリからなるキャピラリアレイの一方あるいは両側の端のキャピラリにレーザ光を照射し、前記レーザ光が隣接するキャピラリに次々と伝搬してキャピラリアレイを横断する構成をとる方式がある。ここで、キャピラリ中でレーザ光が照射される個所及びその近傍においては、キャピラリの表面のポリイミドなどの被覆は除去されている。
【０００４】
しかし、キャピラリと空気の接触面の様に屈折率が異なる境界面をレーザ光が透過するとき、境界面を構成する物質の屈折率差によるレーザ光の分散と反射の影響でレーザ光は減衰する。したがって、レーザ光がいくつものキャピラリを透過して伝播する過程で、レーザ光は指数的に減少し、分析精度が低下する。
【０００５】
そこで、キャピラリ間に所定の屈折率を有する光伝達媒体を充填し、屈折率と反射率を調整することで、屈折と反射によるレーザ光の損失を抑制する考え方がある。
【０００６】
ここで、このレーザ光照射方式の公知例には、キャピラリとキャピラリの間の空間であってレーザ光が通過する空間の少なくとも一部が空気以外の媒体で満たされたものが存在する（下記特許文献１、下記特許文献２、下記特許文献３）。これらの明細書においては、キャピラリの石英内径，石英外径，キャピラリ内に充填する分離媒体の屈折率等のパラメータに応じて、キャピラリ間に充填する媒体の屈折率の条件が記載されている。本明細書では、これら明細書の内容を、権利解釈を制限しない範囲において援用する。
【０００７】
しかし、前述の明細書においては、キャピラリの石英内径，石英外径，キャピラリに充填する分離媒体の屈折率等のパラメータに応じて、キャピラリ間に充填する媒体の屈折率の条件が記載されている。下記特許文献１においては、キャピラリ間に充填する媒体として液体たとえば、水，水溶液あるいは空気，真空が記載されている。下記特許文献２においては、キャピラリ間の充填物として、屈折率が1.3−１.５の物質として水のみが記載されている。また下記特許文献３においては、キャピラリ間の充填物は、透明液体として屈折率が１.３３−１.３７の水と緩衝液，透明気体として空気及びガラス質体として石英ガラスが例示されている。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第５７９０７２７号明細書
【特許文献２】
米国特許第５５８２７０５号明細書
【特許文献３】
米国特許第５８３３８２７号明細書（特開平９−１５２４１８号，特開平９−９６６２３号）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数のキャピラリからなるマルチキャピラリアレイの検出部に対し、照射光が複数のキャピラリを同時に貫くように照射される電気泳動装置の分析精度の向上を図ることに関する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料を電気泳動により分離する複数のキャピラリを備えたキャピラリアレイの検出部に対し、照射光を複数のキャピラリを同時に貫くように照射して、それによって生じる試料情報を検出する電気泳動装置において、キャピラリの間の空間に、屈折率が空気より大きく、水の屈折率より大きくない液体又は固体を介在させて、照射光がキャピラリによって散乱する量を減少させたことを特徴とする。これにより、照射光がキャピラリを通過する際の屈折・反射を調整し複数のキャピラリを透過することによる光損失を低減して、試料に照射される光強度の低減を防止する。本発明おいて、キャピラリ間に充填される物質は、常温，常圧で液体，半固体又は固体であり、その屈折率は水より小さい物質が好ましい。
【００１１】
前記公知例においては、石英ガラス(屈折率１.４６)が記載されているが、キャピラリに照射される照射光の反射や散乱を十分減少させることはできない。上記特許文献２には水溶液が記載されているが、その具体的な記載はない。また、前記公知例には空気，真空なども使用できるように記載されているが、これらは屈折率が小さすぎて、使用できるものではない。したがって、キャピラリ間に充填する物質は、最大でも水と同じ屈折率を有し、好ましくは、水よりも小さい屈折率を有する物質が望ましい。また、空気や真空の屈折率より大きい屈折率を有し、好ましくは１より十分大きい屈折率を有する物質が望ましい。
【００１２】
具体的には、常温，常圧で液体のフッ素含有化合物（液体，半固体，ポリマのいずれでもよい）であって、屈折率が１.２５−１.３２の材料がよい。この含フッ素化合物については後で詳細に説明する。
【００１３】
また、本発明は、前記複数のキャピラリを液体中に浸した電気泳動装置において、前記液体の膨張を給する機構を上記液体の容器に付加して、液体の温度上昇による上記容器の破損や液漏れを防止する。また、上記液体の温度を制御することにより、照射光が通過する部分の前記液体の屈折率勾配を調整し、照射光が湾曲するのを抑止して、試料に照射される光強度の低減を防止する。
【００１４】
また、本発明は、キャピラリ周囲に所定屈折率の光伝導媒体を設けた電気泳動装置において、該光伝導媒体の表面形状を所定の曲面に形成することにより、試料から生じた光の進行方向を調整して、検出機構が検出する光強度を増大することができる。
【００１５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施例１
本実施例にかかるマルチキャピラリ電気泳動装置の全体構成を図２に示す。
本実施例にかかるマルチキャピラリ電気泳動装置は、検査試料を分離するための分離媒体を含むキャピラリからなるマルチキャピラリアレイ１と、マルチキャピラリアレイの負電極２と試料導入部１１−３とを浸すバッファー液３を保持する第１バッファー容器１１−４と、バルブ６を有するゲルブロック４と、ゲルブロック４とアース電極７とを浸すバッファー液１２を保持する第２バッファー容器１１−７と、キャピラリアレイ内に泳動媒体であるゲルを注入するためのシリンジ１０と、試料に依存する情報を取得するための検出部１１−８と、コヒーレント光であるレーザ光９を光照射部８に照射する光源１１−１と、試料が生じる蛍光を取得する測定部（図示しない）と、キャピラリアレイの温度を調節する恒温槽１１と、分離媒体に電圧を印加する高圧電源１１−２から構成される。
【００１７】
マルチキャピラリアレイ１は、ＤＮＡ分子などのサンプルが含まれている検査試料と検査試料中のＤＮＡ分子を分離するための分離媒体であるポリマ水溶液が充填される、管状部材である石英製キャピラリを９６本有する。マルチキャピラリアレイ１の一端には、キャピラリ内に試料を導入できる試料導入部１１−３が形成され、負電圧を印加できる電極２が配置されている。他端には、ゲルブロック４と連結し、ゲルブロック４とマルチキャピラリアレイ１との間で分離媒体を移動できる接続部５を有する。試料導入部１１−３と接続部５の間に、レーザ光が照射される光照射部８を含む検出部１１−８を有する。
【００１８】
ゲルブロック４とシリンジ１０は、泳動媒体であるポリマ水溶液をキャピラリ内に注入する流動媒体注入機構１１−５である。キャピラリ内に、泳動媒体であるポリマ水溶液を充填する際には、バルブ６を閉じ、シリンジ１０を押し込むことによって、シリンジ１０内のポリマ水溶液をキャピラリ内に注入する。
【００１９】
キャピラリアレイ１，ゲルブロック４，バッファー液３，電極２，アース電極側のバッファー１２，アース電極７、及び高圧電源１１−２は、検査試料を電気泳動するための電圧印加機構を構成する。電気泳動をする際には、負電極２をバッファー液３に浸し、バルブ６を開放する。これにより、負電極２，バッファー液３，マルチキャピラリアレイ１(より正確には、キャピラリ内のポリマ水溶液)，ゲルブロック（より正確には、ゲルブロック内のポリマ水溶液），アース電極側のバッファー１２、及びアース電極７からなる通電路が形成される。この通電路に高圧電源１１−２により電圧を印加する。通電路に電圧が印加されると、ポリマ水溶液中の検査試料が電気泳動し、その分子量等の性質に従い分離される。
【００２０】
電気泳動装置の光学系は、光源１１−１と、光照射部８を含む測定部１１−８と、検出部から生じる蛍光を検出する検出機構から構成される。光源１１−１は、コヒーレント光であるレーザ光９(アルゴンイオンレーザからの４８８.０ｎｍおよび５１４.５ｎｍ の光）を発振する。検出部１１−８８には、レーザ光９がキャピラリを透過する個所である光照射部８が並列配置されている。そして、複数本のキャピラリの光照射部８を同時に貫くように、検出部１１−８にレーザ光９が上下両方向から照射される。このレーザ光９が検査試料を励起して、検査試料から蛍光が放出される。この蛍光を、ＣＣＤ３４を含む検出機構により検出して、ＤＮＡ分子配列等の検査試料に依存した情報を取得できる。
【００２１】
図３に、キャピラリアレイ中の検査試料からの蛍光の検出機構３４−２と、光照射部８を示す。検出機構３４−２は、蛍光集光レンズ３１，グレーティング３２，フォーカスレンズ３３、及びＣＣＤ３４から構成される。光照射部８にレーザ光９が照射されることで生じる、キャピラリ１６中の検査試料からの蛍光３５は、蛍光集光レンズ３１によって平行光３６となり、グレーティング３２によって分光され、フォーカスレンズ３３によってＣＣＤ３４上に結像される。図３の右図にその結像に関する要素(検出部１１−８、グレーティング３２、CCD３４)の様子を示す。Ｙ軸方向に９６本のキャピラリ像が並び、Ｘ軸方向に各キャピラリからの発光が分光される。
【００２２】
恒温槽（オーブン）１１は、キャピラリアレイ１の温度を制御するための温度制御機構である。これにより、キャピラリアレイ１の大部分は、例えば６０℃などの一定温度に保温される。
【００２３】
検出部１１−８について説明する。図１に、検出部１１−８の側面図（１ａ）と正面図（１ｂ）を示す。検出部１１−８は、９６本のキャピラリ１６と、アレイ台１５と、セル蓋２０と、押さえ板１７と、気泡排除ブロック２３と、充填媒体（Ｆ溶液１９）と、気泡２２より構成される。
【００２４】
キャピラリの配列について説明する。石英製のアレイ台１５は、キャピラリを配列するための基準平面が形成されている。９６本のキャピラリが全て基準平面接触するように、かつ、隣接キャピラリが互いに接触するようにアレイ台１５上に配列される。キャピラリ１６を固定するための押さえ板１７とアレイ台１５との間に挟み込むことで、キャピラリ１６はアレイ台１５に対して接着固定されている。これにより、キャピラリは平面状に並列配置され、各キャピラリの中心軸のズレは６μｍ以下となる。従って、９６本ものキャピラリを同時に貫くようにレーザ光９を照射した際の、屈折や反射によるレーザ光９の損失の影響が低減できる。
【００２５】
キャピラリの構造について説明する。キャピラリ１６は、内径５０ｕｍ，外形１２６ｕｍの石英管１８が、厚さ１２ｕｍのポリマ被膜で覆われた構造をとり、全外径は１５０ｕｍである。キャピラリ内部にはＤＮＡの分離媒体であるポリマ水溶液(屈折率１.４１）が充填されている。光照射部８においては、ポリマ被膜が除去され、石英管１８がむき出しの状態になっている。レーザ光９を照射すると、乱反射光の一部がキャピラリのポリマ被膜にあたり、このポリマ被膜が蛍光を発する場合がある。しかし、このポリマ被膜からの蛍光は押さえ板１７により遮られ、測定部に到達しないようになっている。このため、ＳＮ比の高い高精度検出ができる。
【００２６】
ここで、本実施例では、アレイ台１５と、石英製のセル蓋２０、およびそれらを固定する接着剤２１が密閉構造を形成し、特定の液体・固体等の光伝導媒体を保持できる密閉容器（セル）を構成する。このセル内に光伝達媒体を充填することにより、キャピラリの間であってレーザ光が通過する空間を光伝達媒体で満たすことができる。言い換えれば、キャピラリ１６の光照射部８は光伝達媒体に浸されている。尚、電気泳動時にはキャピラリに高電圧が印加されるため、キャピラリは帯電した空気中の埃を吸着してしまうが、キャピラリ１６の光照射部近傍が密封容器により外気と隔離されているため光照射部８に塵が吸着しない。
【００２７】
この光伝達媒体の選択が、電気泳動分析の分析能に極めて大きな影響を与える。その説明にあたり、レーザ光の伝播と、レーザ光の損失による問題点について述べる。本実施例では、検出部の上方と下方の両端から、それぞれレーザ光２４，２５をキャピラリアレイに照射する。２つのレーザ光２４，２５は、互いに重なり合うように照射されている。照射されたそれぞれのレーザ光は、隣接するキャピラリに次々と伝搬して９６本のキャピラリを貫通し、キャピラリの光照射部８を横断する。ここで、レーザ光２４，２５がキャピラリ１６と光伝達媒体の境界面を進行する場合、レーザ光２４，２５は屈折率の異なる媒質の境界面を通過することになり、屈折と反射によるレーザ光の散乱により光強度を損失する。この損失によりレーザ光２４，２５の光強度が弱くなると、キャピラリ１６中の試料から生じる蛍光が小さくなるため、ＤＮＡ分子配列等を高感度に分析できなくなる。以下、原則、これを「分離能が低下する」と表現する。
【００２８】
レーザ光損失の解決方法としては、レーザ光の強度を強くすることで蛍光を大きくする方法も考えられる。しかし、レーザ光強度が強すぎるとＤＮＡ分子等の検査試料を変性させてしまうために、この解決方法には限度がある。
【００２９】
また、複数本のキャピラリをレーザ光が貫通する電気泳動装置においては、各々のキャピラリに照射されるレーザ光強度の差が問題となる。レーザ光がキャピラリを通過するに従い、屈折や反射によりその強度は指数的に減少するため、入射するレーザ光強度が一番強いキャピラリから生じる蛍光と、一番弱いキャピラリ(キャピラリアレイの両側からレーザ光を照射する場合には真中のキャピラリ)から生じる蛍光の大きさに差が生じる。このとき、ＣＣＤ３４の検出レンジは全ての蛍光を収めるように設定する必要があるため、蛍光の強度の差が大きいと
ＣＣＤ３４の分析性能を有効に活用できず、分析能が悪くなる。従って、キャピラリ間のレーザ光強度差が大きいと、検査試料の有効な分析ができない。特に、この屈折と反射による損失はレーザ光が貫くキャピラリの本数が多くなるに従い指数的に増大するため、２４本以上のキャピラリからなる電気泳動装置では屈折と反射による光強度の損失は大問題となる。
【００３０】
この屈折による損失と反射による損失は、その境界面の屈折率差に依存する。屈折率差が大きいと（反射率が大きいと）境界面をレーザ光が通過する際に反射による減衰が起こり、屈折率差が小さいと境界面を通過する際にレーザ光の分散による減衰が起こるためである。そこで、キャピラリ間に所定の屈折率を有する媒体を充填し、屈折と反射による損失の総和を抑制する方法が有効であると発明者は考えた。
【００３１】
ここで、反射による損失について説明する。一般に媒質１（屈折率：ｎ１）から媒質２（屈折率：ｎ２）に入射角０で光が進行した場合の反射率（Ｒ）は次式で求められる。
反射率：Ｒ＝[（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２）]2
【００３２】
例えば、キャピラリ周囲の充填媒体が空気である場合、空気(ｎ＝１.００）と石英（ｎ＝１.４６）の境界面での反射率は３.４９％であるため、レーザ光がその境界面を一つ通過する毎に３.４９％ の光が反射し光強度の損失が生じる。この損失は、レーザ光が透過するキャピラリの本数が多くなるに従い指数的に増大する。反射による損失を減少させるためには、充填媒体の屈折率をキャピラリの屈折率に近づければよい。
【００３３】
また、屈折による損失は、境界面を通過する際のレーザ光の分散（光が広がる状態）による減衰である。つまり、キャピラリ断面が楕円・円形の場合、キャピラリと充填媒体の境界面がレンズとして作用し、レーザ光が分離媒体が充填されているキャピラリ中空部に集中（光の密度が高まる）する。しかし、キャピラリとその周囲媒体の屈折率が小さいと、その境界面によるレンズ効果が減少し、レーザ光が発散するために損失が生じる。一般的に、媒質１（屈折率：ｎ1）から媒質２（屈折率：ｎ2）に光が進行した場合の入射角θ1，出射角θ2の関係は次式で求められる。
ｎ1sinθ1＝ｎ2sinθ2
【００３４】
したがって、一般的にキャピラリのレンズ効果を強めて屈折による損失を低減するためには、充填媒体とキャピラリの屈折率差を大きくすればよい。
【００３５】
発明者は上記考察に基づき、キャピラリ周囲の光伝達媒体の屈折率Ｎと、発光強度比の関係のシミュレートした。シミュレート条件は、本実施例と同様の検出部構造を備えた９６本のキャピラリを有するマルチキャピラリアレイについて、キャピラリ内部には屈折率１.４１のポリマ水溶液が充填され、キャピラリのからのみレーザ光を照射した場合である。キャピラリの配列誤差を±６μｍ，レーザ径を７２μｍ，光軸ずれを１０μｍと想定した。
【００３６】
図１３にそのシミュレート結果を示す。横軸は光伝達媒体の屈折率であり、縦軸は発光強度比である。発光強度比とは、レーザ光がキャピラリを次々に伝播する場合に、入射レーザ光に対する、それぞれのキャピラリ内を通過する光量の相対値を、96本のキャピラリについて平均したものである。図中の■は発光強度比の期待値（複数キャピラリの発光強度の平均値）を示し、■を含む上下方向の線は発光強度の分布を示す。
【００３７】
発光強度比は、充填媒質の屈折率に対して、屈折率１.２９ 近辺を頂点とした山の形状となることが理解できる。屈折率が１.２９ より小さい場合は、反射による損失の寄与が大きい。屈折率が１.２９ より大きい場合は、屈折による損失の寄与が大きい。電気泳動分析において許容される発光強度比を０.３５ 以上とすれば、キャピラリ周囲の光伝達媒体としては、その屈折率が１.２５から１.３２の範囲にあるものが適することが理解できる。特に、屈折率１.２９ の光伝達媒体は最適である。
【００３８】
また、光伝達媒体はレーザ光を吸収しないほうが望ましい。光伝達媒体中をレーザ光が透過する際にしても、その光強度の減衰を抑えるためである。この減衰もキャピラリの本数が多くなり、光伝達媒体中のレーザ光路が長くなるに従い増大する。
【００３９】
さらに、光伝達媒体は蛍光を発しないほうが望ましい。レーザ光により光伝達媒体自体が蛍光を発すると、その発光はノイズとなり、検査試料が発する蛍光の検出を阻害するためである。
【００４０】
発明者は上記の条件を備えた光伝達媒体として最適な物質を探求した。そして、３Ｍ社製のFluorinert Electronic Liquid ＦＣ−４３(以下、「Ｆ溶液１９」)に辿りついた。尚、“Fluorinert”は３Ｍ社の登録商標である。Ｆ溶液１９は、屈折率が約１.２９ であり、粘性が低く、無色透明で、熱的化学的に非常に安定した完全フッ素化液体である。また、照射光を吸収せず、照射光を照射しても水のラマン散乱と同等以下の蛍光しか発しない。このため、複数のキャピラリを備えたマルチキャピラリ電気泳動装置の光伝達媒体として非常に適した物質である。さらに次の特性を備えており、これらが好適に作用する場合もある。１）電気絶縁性と熱伝導性が優れている。２）表面張力が非常に低く浸透性がすぐれている。３）高温，低温を問わず各種溶剤に溶解しない。４）不燃性，無毒，無臭で安全である。５）不活性で、電子部品，金属，プラスチック，ゴムなどをほとんど侵さない。図２１に２５［℃］におけるＦ溶液の化学的特徴を示す。
【００４１】
本実施例にかかるキャピラリアレイの密封容器の内部には、Ｆ溶液１９が充填されており、光照射部８はＦ溶液１９に浸されている。これによりレーザ光がキャピラリ１６表面を透過する際の屈折と反射による損失を低減して、検査試料が生ずる蛍光強度の減少を回避できるため、複数のキャピラリ、特に２４本以上のキャピラリを有するマルチキャピラリ電気泳動装置において、分析能を向上させることができる。
【００４２】
密封構造中には、Ｆ溶液１９とともに、気泡２２が充填されている。温度変化に伴うＦ溶液１９の体積膨張により、密閉構造が破壊されることを防ぐためである。但し、気泡２２は可動するため、レーザ光路上に侵入して分析に影響を与える可能性がある。そこで、気泡２２がレーザ光路上に侵入することを防ぐために、気泡排除手段である石英製の気泡排除ブロック２３が密封構造の中に形成されている。気泡排除ブロック２３は、検出部１１−８を電気泳動装置に備え付ける際に上となる位置で、レーザ光２４及び２５が透過する位置に配置される。これにより、密閉容器内の上方で、かつレーザ光２４及び２５が透過しない位置に気泡２２を収容する空間２０−２ができる。計測の際に気泡はセル上方に移動し、この空間２０−２に留まるため、気泡２２がレーザ光路を横断することを防止できる。また、アレイ台１５の基準面が水平となり、基準面が下になるように光照射部８を電気泳動装置に備え付ける場合、光照射部２０−３近傍のアレイ台１５の基準面に溝状の空間を形成する。光照射部近傍のキャピラリの隙間には気泡が溜まりやすいが、溝状の空間の体積が気泡２２の体積以上であればこの空間に気泡が留まるため、気泡２２とレーザ光２４及び２５の接触を避けることができる。また、光照射部８を電気泳動装置に斜めに備え付ける、つまり、気泡２２が、密封容器内の片隅で、かつレーザ光２４及び２５の透過しない位置に移動するように備え付けることでも、同様の効果が得られる。つまり、検出部を電気泳動装置に備えつけた際に、気泡がレーザ光２４及び２５の透過しない位置に残留するように密閉構造を形成することで、気泡２２とレーザ光２４及び２５の接触を避けることができる。これにより、気泡２２とＦ溶液１９の境界面をレーザ光が通過することによる屈折及び反射による損失を回避できる。図１４に、本実施例のＣＣＤに結像されたイメージおよび９６本のキャピラリからの発光強度分布を示す。尚、図４に９３本キャピラリの場合のＣＣＤに結像されたイメージおよび９３本のキャピラリからの発光強度分布を示す。図１４に示される発光は、分離媒体の発光スペクトル（主に水のラマン散乱）である。図に示すように、９６本のキャピラリからの発光を同時検出することができる。図１５に、９６本のキャピラリ中の一本についての電気泳動結果を示す。尚、図５に、９３本のキャピラリのうち、１本についての電気泳動結果を示す。ここでは、いわゆるサイズマーカーと呼ばれる塩基長が既知のＤＮＡサンプルを測定対象とした。恒温槽内の温度は６０℃、光照射部と試料導入端の間の長さは３６cm、キャピラリに印加する電圧は、１cmあたり３１９Ｖであった。
【００４３】
電気泳動装置のＤＮＡ分離能を示す標識の一つにクロスオーバーポイントがある。これは、光照射部における１塩基相当の分離長と、１塩基のＤＮＡバンドの半値全幅が等しくなる塩基長を意味し、値が大きいほど電気泳動の分離能が大きいことを表す。図１５のクロスオーバーポイントは４１０塩基であった。他の９５本のキャピラリについても同様の結果を得ることができた。尚、図５のクロスオーバーポイントは、４１０塩基であり、他の９２本のキャピラリについても同様の結果を得ることができた。
【００４４】
以上より、本実施例においては、キャピラリ毎のクロスオーバーポイントが
４１０塩基である高分析能のマルチキャピラリ電気泳動装置を提供できる。
【００４５】
実施例２
入射レーザ光とセルのレーザ入射面の角度は一定に保つ必要がある。この角度がキャピラリアレイごとにばらつくと、レーザ光のセルへの入射角がばらつき、その結果、セル中のレーザ光路がばらつくためである。例えば、セルのレーザ入射面が石英であり、キャピラリを満たす媒体が屈折率１.２９ の液体であるとき、セルのレーザ入射面が４mradばらつく場合には、セルへの入射点からレーザが２０mm伝搬した地点におけるレーザ光路の変位は２０ｕｍとなる。キャピラリ軸方向にレーザが変位すると、上下２方向照射される２つのレーザ光が同軸ではなくなり、レーザ光径が実効的に大きくなる。その結果、ＤＮＡ検出の分離能（隣接するDNAバンドの識別能）が低下する等の性能低下につながる。また、キャピラリ軸と垂直方向（以下、「Ｚ軸方向」という）にレーザ光が変位すると、キャピラリ内径内へのレーザ光照射量が減少し、信号強度が減少する。このような性能低下を避けるため、入射レーザ光とセルのレーザ入射面の角度を一定に保つ必要がある。
【００４６】
特に実施例１にかかるマルチキャピラリ電気泳動装置において、分離媒体と検査試料が充填されるキャピラリの内径は５０μｍ、キャピラリ中心軸の許容誤差（キャピラリ中心軸と基準面の距離のバラツキ）は±６μｍ、レーザ光径は７２μｍである。従って、キャピラリとレーザ光の位置関係をμオーダで精密に調整しなければ、分離能を担保することができない。さらに、マルチキャピラリアレイは電気泳動装置本体から脱着できることが好ましいが、装着に際してキャピラリとレーザ光の精密な位置調整が容易にできる必要がある。このため実施例２にかかる電気泳動装置では、マルチキャピラリアレイにおける電気泳動装置への取付基準面とセルのレーザ入射面を一定角度にし、かつ、この取付基準面と装置側の取付基準面を常に一定角度に取り付けられる構造を備えている。より詳細には、複数のキャピラリが並んだ平面を電気泳動装置のマルチキャピラリアレイ取付部における取付基準面に接触させることにより、前記取付基準面に対する垂線方向に関する平面基板と電気泳動装置の相対位置合わせを行い、かつ、前記平面基板のうちキャピラリが並んだ平面に対して垂直な一平面をマルチキャピラリアレイ取付部におけるもうひとつの取付基準面に接触させることにより、前記垂線方向に垂直な方向に関するキャピラリアレイと電気泳動装置の相対位置合わせを行うことにより、入射レーザ光とセルのレーザ入射面の角度を一定に保つことができる。
【００４７】
図６に、実施例２のキャピラリアレイ取付部の正面図（６ａ）と正面図におけるＡ−Ａ′断面（６ｂ）を示す。尚、他の個所は実施例１と同様である。ＸＹＺ軸を図示の通り定義する。Ｘ軸はキャピラリ軸に平行な方向であり、Ｚ軸は複数のキャピラリが並んだ基準平面に垂線な方向であり、Ｙ軸はＸ軸とＺ軸の双方に垂直な方向である。
【００４８】
石英製のアレイ台１５は、キャピラリのポリマ被覆を接触させてキャピラリを配列できる基準平面４０−２と、電気泳動装置本体と接触する取付基準面Ｐ４０と、取付基準面Ｑ４６が形成されている。アレイ台１５の取付基準面Ｑ４６は、取付基準面Ｐ４０に対して垂直で、Ｘ軸に対し平行である。基準平面４０−２と取付基準面Ｐ４０とは略並行でその距離は６μｍ以内であることが望ましい。本実施例のように、基準平面４０−２と取付基準面Ｐ４０とが同一平面上に形成されていると、キャピラリアレイを高精度に製作することができ好適である。
【００４９】
電気泳動装置本体にあるキャピラリアレイ取付部は、マルチキャピラリアレイの取付基準面Ｐ４０と取付基準面Ｑ４６とそれぞれ接する取付基準面Ｐ′４１と取付基準線ＱＱ′４７，４８が形成され、光照射部８に入射するレーザ光２４，２５が透過するレーザ光透過部５１−７，試料が発する蛍光が透過する蛍光透過部５１−６，取付部蓋５１−１１とバネ５１−１０からなる押圧部Ａ５１−８，押し当て棒４４とバネ４５からなる押圧部Ｂ５１−９を備えている。
【００５０】
押圧部Ａ５１−８は、マルチキャピラリアレイをキャピラリアレイ取付部に脱着する際に移動することができる。装着の際に、アレイ台１５の取付基準面Ｐ40を電気泳動装置のマルチキャピラリアレイ取付部における取付基準面Ｐ′４１に接触させ、押圧部Ａ５１−８によりアレイ台１５を−Ｚ軸方向（取付基準面Ｐ40から取付基準面Ｐ′４１の方向）に押し付けることで、Ｚ軸方向に関するアレイ台１５と電気泳動装置の相対位置合わせをμｍオーダの精度で行うことができる。この位置合わせにより、キャピラリアレイを脱着する際にレーザ光のキャピラリ照射位置の再現性を確保することができる。特に、基準平面４０−２と取付基準面Ｐ４０とが同一平面上に存在する場合には、各キャピラリ中心軸とレーザ光２４，２５の透過路の位置関係を極めて高精度に調整できる。
【００５１】
アレイ台１５の取付基準面Ｑ４６を、Ｚ軸上方から見ると半円形状である２つのキャピラリ取付基準部材に接触させることにより、取付基準線ＱＱ′４７，４８に接触させる。そして、Ｚ軸上方から見ると半円形状である２つのキャピラリ押し当て部材を有する押し当て棒４４を介して、バネ４５によりＹ軸方向（取付基準面Ｑ４６から取付基準線ＱＱ′４７，４８の方向）にアレイ台１５を押し当てる。このように、Ｚ方向から見ると１直線が２点で接しているため、Ｙ軸方向に関するアレイ台１５と電気泳動装置の相対位置合わせを高精度に行うことができる。
【００５２】
また、キャピラリアレイにおいては、取付基準面Ｑ４６と各キャピラリが平行になるようにキャピラリを配列し、また、取付基準面Ｑ４６に最も近いキャピラリ４９と取付基準面Ｑ４６の距離を、どのキャピラリアレイにおいても一定とした。こうすることにより、最も近いキャピラリ４９から続く残り９５本のすべてのキャピラリについて、各キャピラリと取付基準線ＱＱ′４７，４８と位置関係が一義的に定まる。したがって、ＣＣＤ３４への結像位置がキャピラリアレイに依存しなくなり、ＣＣＤ３４の受光面サイズを最小限にすることができる。
あるいは、アレイ台上において、すべてのキャピラリが配列される範囲を設定し、その範囲内で取付基準面Ｑ４６と各キャピラリが平行になるようにキャピラリを配列する。取付基準面Ｑ４６に最も近い前記範囲の距離と、最も遠い前記範囲の距離を、どのキャピラリアレイにおいても一定とした。このような構造は、例えば図8に示されるようにアレイ台上に2つの平行なブロックを形成しそのブロック間を配列範囲とし、96本のキャピラリをこの範囲に配列することにより実現することができる。この場合、ブロックのキャピラリ側の内壁と、取付基準面Q46の距離を一定に保つことになる。こうすることにより、ＣＣＤ３４への結像位置がキャピラリアレイに依存しなくなり、ＣＣＤ３４の受光面サイズを最小限にすることができる。
【００５３】
石英製セル蓋２０の表面のうち、レーザ光２４,２５が通過するＲ５０,Ｓ５１，Ｔ５２，Ｕ５３面と面Ｑ４６との平行度は２×１０-3rad 以下になるようにした。この平行度がキャピラリアレイごとにばらつくと、レーザ光２４，２５のセル蓋２０への入射角がばらつき、その結果、セル中のレーザ光路がばらつく。Ｘ軸方向にレーザ光路がばらつくと、上下２方向のレーザ光２４，２５が同軸ではなくなり、レーザビーム径が実効的に大きくなる。その結果、ＤＮＡ検出の分離能（隣接するDNAバンドの識別能）が低下する等の性能低下につながる。また、Ｚ軸方向にレーザ光２４，２５が変位すると、キャピラリ内径内へのレーザ光照射量が減少し、信号強度が減少する。このような性能低下を避けるため、上記の通りＲ５０，Ｓ５１，Ｔ５２，Ｕ５３面をそれぞれ面Ｑ４６とほぼ平行にした。
【００５４】
なお、レーザ光路のばらつきを抑制するためには、Ｒ５０，Ｓ５１，Ｔ５２，Ｕ５３面が面Ｑと平行であるだけでは不十分であり、電気泳動装置へのアレイ台１５取付角度を再現性よく一定にする必要がある。この条件は、面Ｑ４６を線Ｑ４７，Ｑ′４８に押し当てる上記方法により実現されている。
【００５５】
キャピラリアレイ取付部へのキャピラリアレイ取付方法として、次のような方法もある。
【００５６】
図２３に、実施例２の変形例のキャピラリアレイ取付部の正面図（２３ａ）と正面図におけるＡ−Ａ′断面（２３ｂ）を示す。ＸＹＺ軸を図示の通り定義する。アレイ台１５上の基準面Ｐ４０（キャピラリのポリマ被膜が接触している面）を、電気泳動装置本体のキャピラリアレイ取付部における取付基準面Ｐ′４１に接触させることにより、Ｚ軸方向に関するアレイ台１５と電気泳動装置の相対位置合わせを行った。この位置合わせにより、キャピラリアレイを着脱する際にレーザ光のキャピラリ照射位置の再現性を確保することができる。
【００５７】
また、押し当て棒４４を介して、バネ４５によりＹ軸方向にアレイ台１５を押し当て、セルの面Ｕ５３（面Ｐ４０に対して垂直でＸ軸に対し平行）を電気泳動装置のキャピラリアレイ取付部における取付基準線Ｑ″Ｑ′′′４７−２，４８−２に接触させることにより、Ｙ軸方向に関するアレイ台１５と電気泳動装置の相対位置合わせを行った。また、キャピラリアレイにおいては、面Ｕ５３と各キャピラリが平行になるようにキャピラリを配列し、また、面Ｕ５３に最も近いキャピラリ４９と面Ｕ５３の距離を、どのキャピラリアレイにおいても一定とした。こうすることにより、ＣＣＤ３４への結像位置がキャピラリアレイに依存しなくなり、ＣＣＤ３４の受光面サイズを最小限にすることができる。
あるいは、アレイ台上において、すべてのキャピラリが配列される範囲を設定し、その範囲内で取付基準面Ｑ４６と各キャピラリが平行になるようにキャピラリを配列する。取付基準面Ｑ４６に最も近い前記範囲の距離と、最も遠い前記範囲の距離を、どのキャピラリアレイにおいても一定とした。このような構造は、例えば図8に示されるようにアレイ台上に2つの平行なブロックを形成しそのブロック間を配列範囲とし、96本のキャピラリをこの範囲に配列することにより実現することができる。この場合、ブロックのキャピラリ側の内壁と、取付基準面Q46の距離を一定に保つことになる。こうすることにより、ＣＣＤ３４への結像位置がキャピラリアレイに依存しなくなり、ＣＣＤ３４の受光面サイズを最小限にすることができる。
【００５８】
セル蓋２０の石英表面のうち、レーザ光２４，２５が通過するＲ５０，Ｓ５１，Ｔ５２面と面Ｕ５３との平行度は２×１０-3rad 以下になるようにした。キャピラリアレイごとにこの平行度がばらつくと、レーザ光２４，２５のセル蓋２０への入射角がばらつき、その結果、セル中のレーザ光路がばらつく。Ｘ軸方向にレーザ光路がばらつくと、上下２方向のレーザ光２４，２５が同軸ではなくなり、レーザビーム径が実効的に大きくなる。その結果、ＤＮＡ検出の分離能（隣接するDNAバンドの識別能）が低下する等の性能低下につながる。また、Ｚ軸方向にレーザ光２４，２５が変位すると、キャピラリ内径内へのレーザ光照射量が減少し、信号強度が減少する。このような性能低下を避けるため、上記の通りＲ５０，Ｓ５１，Ｔ５２をそれぞれ面Ｕ５３とほぼ平行にした。
【００５９】
なお、レーザ光路のばらつきを抑制するためには、Ｒ５０,Ｓ５１,Ｔ５２面が面Ｕ５３と平行であるだけでは不十分であり、電気泳動装置へのアレイ台１５取付角度を再現性よく一定にする必要がある。この条件は、面Ｕ５３を線Ｑ′４７，Ｑ″４８に押し当てる上記方法により実現されている。
【００６０】
図６に示した方法においてはセル蓋２０の面Ｒ５０とアレイ台１５の面Ｑ４６が平行になるようにセル蓋２０をアレイ台１５に取付，接着する必要がある。本方法においては、セル蓋２０の面Ｕ５３が、キャピラリアレイ取付部の取付基準線Ｑ′４７，Ｑ″４８に直接接触するため、アレイ台１５とセル蓋２０の平行度の裕度が大きくなる。
【００６１】
また発明者は、キャピラリ間の充填媒体に温度勾配が生ずるとき、電気泳動装置の分解能が悪化する問題を見出した。そして、その理由が、充填媒質中の屈折率傾斜によるレーザ光の湾曲であることを突き止めた。以下、この問題と、解決手段について説明する。
【００６２】
光伝達媒体（Ｆ溶液１９）のＺ軸方向温度分布が存在すると、Ｚ軸方向にＦ溶液１９の屈折率傾斜が発生する。この屈折率傾斜により、本来Ｙ軸方向のみの成分をもつレーザ光２４，２５の進行方向が、微小ながらＺ軸成分をもつようになる。Ｙ方向に進行するレーザ光２４，２５の進行方向がこの屈折率勾配によりＺ軸方向に変位した結果、キャピラリを伝搬する過程において、レーザ光がキャピラリアレイからずれてしまう。そのため、キャピラリに照射されるレーザ光強度が減少し、信号強度（試料からの蛍光強度）が減少し電気泳動装置の分離能が悪化する問題が発生する。特にこの問題は、レーザ光２４，２５の光伝達媒体中を通過する距離が長くなる程（キャピラリの本数が多い程）顕著になる。
【００６３】
発明者は、密封容器の内部表面温度を適切に調整することで、複雑な構成を利用せずともこの問題を解決できるのではないかと考えた。そこで、内部表面温度差と、充填媒体中の所定位置の温度勾配との関係を調査した。その結果を図７に示す。図７は、図６中の点Ｖ５４と点Ｗ５５の温度差と、直線ＶＷ上の温度勾配とを表したものである。横軸は、直線ＶＷ上のＺ座標であり、Ｚ＝０はキャピラリの中心位置に相当する。尚、直線ＶＷはアレイ台に対して垂直であり、キャピラリ間の空間の中心を通るとする。Ｖ−Ｗ間の距離、すなわちＦ溶液層厚は0.8mmである。縦軸は、温度勾配である。ΔＴは、点Ｖ５４と点Ｗ５５の温度差である(ΔＴ＝［点Ｖの温度］−［点Ｗの温度］)。各曲線は、ΔＴが−２０，−５Ｋ，−２Ｋ，２Ｋ，５Ｋ，２０Ｋの場合のＦ溶液における直線ＶＷ上の温度勾配を表している。尚、Ｆ溶液の熱伝導率は、０.０６６Ｗ／ｍＫ 、比熱は１０５０Ｊ／kgＫ、密度は１８８０kg／ｍ3 である。また、電気泳動中におけるキャピラリ１本の発熱は、長さ１０mmあたり１ｍＷと仮定して計算した。
【００６４】
図７からわかるように、ΔＴが正である（点Ｖ５４の温度が点Ｗ５５の温度より大きい）ほうが負であるよりも温度勾配の絶対値が小さくなる。つまり、アレイ台１５の平面基板の温度がセル蓋２０よりも高い場合の方が、その逆の場合に比べて温度勾配の変位量が小さいことが判明した。
【００６５】
この結果を踏まえ、図６に示すようにマルチキャピラリアレイを設計した。本実施例にかかるマルチキャピラリアレイは、密閉容器の第１平板部である石英製のアレイ台１５の厚みが、第２の平板部である石英製のセル蓋２０の厚み（検出されるべきキャピラリアレイからの信号光が透過する前記セルの一部である透明板の板厚）より厚くなっている。尚、セル蓋２０を石英製、アレイ台１５をサファイア製とすることにより、アレイ台１５をセル蓋より薄くしても、ΔＴを正に保つことができる。つまり、第１平板部の熱伝達効率を第２平板部の熱伝達効率より大きくするようにキャピラリアレイを設計する。これにより、マルチキャピラリアレイ取付部が６０℃などの温度に一定に保たれている場合に、６０℃に保たれているマルチキャピラリアレイ取付部の面Ｐ′（取付基準面Ｐ′４１と取付基準線ＱＱ′４７，４８）に接触する部分から面Ｐ（取付基準面Ｐ４０と取付基準面Ｑ４６）に伝達される熱をセル蓋よりもアレイ台の方に効率的に伝達させ、ΔＴを正に保つためである。これにより、キャピラリ間の光伝達媒体でレーザ光が通過する個所の温度勾配が小さくなり、屈折率勾配が減少するため、レーザ光路は曲がりにくくなり、直進性を保つことができる。
【００６６】
好ましくは、電気泳動の際に、レーザ光の透過する個所の充填媒質の温度勾配がゼロになるようにマルチキャピラリアレイを設計する。ここで、温度勾配がゼロとは、温度勾配がほぼ存在しないためレーザ光が直進できる状態のことをいい、レーザ光の湾曲が分離能をほとんど悪化させない状態をいう。
【００６７】
以上より、キャピラリ周囲に充填媒質を満たす電気泳動装置において、分離能を向上することができる。
【００６８】
実施例３
実施例３では、光伝達媒質として、屈折率１.２９ のフッ素化ポリマであるデュポン社製Teflon AF 2400（以下、「Ｆポリマ」）、又は屈折率１.３２ のフッ素化ポリマであるデュポン社製Teflon AF 1600（以下「Ｆ′ポリマ」という）を利用していることを一つの特徴とする。尚、“Teflon”はデュポン社の登録商標である。図８に、実施例３の検出部付近の側面図(８ａ)と正面図(８ｂ)を示す。光照射部８以外の構成は実施例１と同様である。
【００６９】
また、次の化学構造Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち少なくとも一つの繰り返し単位を有する構造を有する媒体も用いることができる。これらは、水素原子をすべてフッ素原子で置換したもので、上記Ｆ溶液と同様に、光伝達媒体として優れている。
【００７０】
【化１】

Figure 0003944044
【００７１】
キャピラリアレイ１の光照射部８はアレイ台１５上に形成されている。アレイ台上の９６本のキャピラリ１６すべてがアレイ台１５に接触するように、かつ、隣接キャピラリと接触するようにアレイ台１５上に配列され、押さえ板１７とともに、アレイ台１５に対して接着固定されている。これにより、実施例２と同様に、各キャピラリと取付基準面の位置関係が一義的に定まる。
【００７２】
キャピラリ１６は、実施例１と同様にポリマ薄膜で覆われているが、光照射部６０−２においては、ポリマ被膜が除去され、石英管１８がむき出しの状態になっている。実施例３にかかる発明では、この石英が露出している光照射部６０−２が、屈折率１.２９ のフッ素化ポリマであるＦポリマで覆われている。または、屈折率１.３２ のフッ素化ポリマであるデュポン社製Teflon AF 1600（登録商標）（以下「Ｆ′ポリマ」という）で覆われていてもよい。
【００７３】
キャピラリ１６をアレイ台１５に対して固定した後にＦポリマ６０をキャピラリ間に充填した。両端のキャピラリの外側に位置する２つのポリマブロック６１，６２の間の空間において、レーザ光２４，２５の通過領域を完全に覆うようにＦポリマ６０を充填した。
【００７４】
ここで、Ｆポリマの化学構造式Ｅを示す。なおｎは自然数である。
【化２】
Figure 0003944044
【００７５】
また、Ｆポリマ、及びＦ′ポリマには次の特徴がある。
（１）温度安定性が高い(High temperature stability)
（２）科学的耐性に秀でている（Excellent chemical resistance）
（３）表面エネルギーが低い（Low surface energy）
（４）水吸収が低い（Low water absorption）
（５）透明で光伝達率が高い（transparent high transmission）
（６）屈折率が低い(very low refractive index)
（７）ガス浸透性が高い（High gas permeability）
【００７６】
図２０にＦポリマの透過スペクトラムを示す。図よりＦポリマは紫外線から赤外線の範囲で高い透過性を有することがわかる。従って、Ｆポリマ６０は、蛍光であるアルゴンレーザの波長４８８.０ｎｍ，５１４.５ｎｍの光を吸収せず、また、この光を照射しても蛍光を発しないため、充填媒体として適している。
【００７７】
図２２にＦポリマ及びＦ′ポリマの屈折率を示す。Ｆポリマの温度２０℃におけるナトリウムＤ線による屈折率は１.２９ であり、Ｆ′ポリマの温度２０℃におけるナトリウムＤ線による屈折率は１.３２ である。屈折率は、接触液体としてα−bromo−napthalene を利用したAbbe反射測定器を用いて測定した。これら屈折率は、固体有機重合体の中で最も低い値として知られており、ＡＦ２４００の屈折率は、GrohとZimmerm が提唱した固体有機重合体屈折率の理論的最低限界値に近い値である。
【００７８】
このように、屈折率が１.２５から１.３２、好ましくは１.２９ のフッ素含有ポリマを、キャピラリの隙間に充填することにより、レーザ光２４，２５が石英管１８表面を透過する際の屈折と反射による光強度の損失を防ぐことができ、実施例１とほぼ同様の信号を得ることができる。
【００７９】
実施例４
図９ａに、実施例４のレーザ照射部付近の側面図を示す。
本実施例では、図９ａに示すように、充填したＦポリマ６０の表面形状を、その断面形状がキャピラリ１６と同心の円状になるように成型した。その他の構造は実施例３と同様である。ここで、蛍光集光レンズ３１のＦ値が１.８ であるとする。Ｆポリマ６０の表面が平面である場合（図９ｂ）には、空気とＦポリマ６０の界面６５において信号光が屈折するため、図示するとおりキャピラリ断面において±１２°の範囲の信号光しか蛍光集光レンズ３１に到達しない。一方、Ｆポリマ６０の表面形状がキャピラリ１６と同心円状である場合には、キャピラリ断面において±１５.５° の範囲の信号光が蛍光集光レンズに到達する。また、キャピラリ中の検査試料から生じた蛍光が石英管とＦポリマ６０の境界面、及びＦポリマ６０と外気（空気）との境界面を通過する際、蛍光はこれら境界面に対して垂直に入射する。従って、蛍光は屈折しないため、収差による問題が生じない。このように、充填したＦポリマ６０の表面形状を、その断面形状がキャピラリの同心円の一部となるように成型することにより、測定部３４−３（ＣＣＤ３４）が検出する蛍光の強度を増加することができ、分離能が向上する。
【００８０】
また、充填したＦポリマ６０の表面形状を、所定の曲面となるように形成することでも分離能を向上することができる。たとえば、その１断面が所定の曲線（楕円，双曲線，中心軸がキャピラリ中心軸と異なる円）となるように曲面を形成する。これにより、Ｆポリマ６０をレンズとして作用させ、検査試料から生じる蛍光をより多く検出機構３４−２に収束させることができる。尚、収差による問題は、表面形状を非球面レンズとして形成したりすること等で回避できる。
【００８１】
以上のように、Ｆポリマ６０の表面形状を所定の曲面に形成し、蛍光の進行方向を制御して、検出機構に入射する蛍光強度を上げることにより、分離能を向上させることができる。
【００８２】
実施例５
図１０に、実施例５の検出部付近の側面図を示す。本実施例では、キャピラリ間であってレーザ光が通過する空間を満たす液体は、キャピラリアレイのセル構造に包含されておらず、キャピラリアレイ電気泳動装置本体側に具備された液体を包含するセル構造に保持されている。この場合、装置のセル内にキャピラリをディップし、キャピラリアレイを固定する。その他、特に記載のない事項については、実施例１と同様である。
【００８３】
キャピラリアレイがセル構造を有さない点を除いて、アレイ台１５上に形成される検出部の基本的な構造は、実施例１と同様であり、９６本のキャピラリ１６すべてがアレイ台１５に接触するように、かつ、隣接キャピラリと接触するようにアレイ台１５上に配列され、押さえ板１７とともに、アレイ台１５に対して接着固定されている。
【００８４】
電気泳動装置のキャピラリアレイ取付部は、Ｆ溶液を満たすことができる容器部であるセルと、レーザ光を透過することができるレーザ光透過部であるセルの石英窓７２，７３と、蛍光を透過することができる蛍光透過部であるセル下部の石英窓７１と、取付基準面Ｐ′４１を備えている。
【００８５】
電気泳動装置は、キャピラリアレイを下向きに取り付けるようになっている。アレイ台１５の面Ｐ４０を装置の取付基準面Ｐ′４１に接触させることによりアレイ台１５と電気泳動装置の相対位置合わせを行うことができる。
【００８６】
電気泳動装置のセルは、Ｆ溶液１９で満たされ、レーザ光２４，２５はセルの石英窓７２，７３を通してＦ溶液１９中を水平方向に進行している。キャピラリからの発光は下向きであり、セル下部の石英窓７１を通して、実施例１と同様な検出機構により検出される。
【００８７】
気泡がレーザ光路上に侵入することを防ぐために、アレイ台には穴加工７０が施してある。穴加工７０とは、アレイ台１５を貫通する穴を形成することである。また、光照射部の上方に位置するアレイ台１５に、溝を形成することでも同様の効果を達成することができる。これにより、キャピラリの光照射部の近傍の気泡が上方に移動できるため、該気泡はレーザ光路上に残留しない。
【００８８】
本実施例により、マルチキャピラリアレイの光照射部近傍をＦ媒体に浸すことができるため、実施例１とほぼ同様の測定結果を得ることができ、電気泳動装置の分離能を向上させることができる。
【００８９】
実施例６
実施例６は、複数キャピラリの両側からレーザ光を照射する電気泳動装置において、透過したレーザ光を直線偏光とする偏光素子，透過したレーザ光の偏光方向を回転させる偏光回転素子を適切に配置することにより、レーザ光がレーザ発振機に戻りレーザ発振を不安定にするという問題を回避・低減するものである。
【００９０】
図１１に、実施例６の概略を示す。キャピラリアレイの構成は実施例１と同様である。キャピラリアレイの検出部付近とレーザ光の導入経路のみ表示し、レーザ用のシャッタ，フィルタ等は表示していない。
【００９１】
本実施例にかかるマルチキャピラリアレイ電気泳動装置は、実施例１と同様の構成であるキャピラリアレイと、複数のキャピラリを貫く２つのレーザ光を照射し、この２つのレーザ光の進行方向を対向するように調整する光照射機構と、キャピラリアレイを通過したレーザ光がレーザ本体に戻ることを防ぐための光遮断機構をそなえる。
【００９２】
光照射機構は、コヒーレント光であるレーザ光８０を照射する光源であるレーザ本体８７と、一つのレーザ光８０を２つのレーザ光２４，２５に２等分できるハーフミラー８１と、レーザの進行方向を変更するミラー９１と、集光レンズ８３，８４よりなる。レーザ光の経路の途中に、ミラー，ハーフミラー，レンズなどがあってもかまわない。
【００９３】
光遮断機構は、透過する光の偏光方向を変更できる偏光回転素子であるハーフ波長板（水晶λ／２板，雲母波長板など）８８，８９と、所定の偏光のみ透過する偏光フィルタ９０よりなる。
【００９４】
レーザ本体８７から照射されたレーザ光８０は、ハーフミラー８１によって２等分される。これら２つのレーザ光は、キャピラリアレイ８２に対して両側の側面から照射する。ここで、ハーフミラー８１による反射光をレーザ光２４，透過光をレーザ光２５とする。レーザ光２４の集光レンズを集光レンズ８３，レーザ光２５の集光レンズを集光レンズ８４とする。アレイの端に位置し、レーザ光２４が導入されるキャピラリを以下、第１キャピラリ８５，レーザ光２５が導入されるキャピラリを以下、第９６キャピラリ８６とする。レーザ光２４，２５は、９６本のそれぞれのキャピラリの中心軸を含む平面（以下、「アレイ面」という）内にあり、キャピラリに対し垂直に入射する。レーザ光２４と２５は同軸になっており、一方のレーザ光のうちキャピラリを通過した光は、もう一方の入射レーザ光の同軸上を通り、レーザ本体８７に戻るように光軸を調整した。レーザ光２４，２５はともに直線偏光であり、その偏光方向はキャピラリ軸に対し垂直方向である。以上の構成（偏光素子と偏光回転素子を設置しない場合）において、キャピラリアレイからの反射光、または、キャピラリアレイを通過した透過光がレーザ本体に戻り、レーザ発振が不安定化し、分離能が悪化するという問題が発生する。尚、透過戻り光強度，反射戻り光強度ともに、入射光強度の６％程度であった。
【００９５】
この戻り光を抑制するために、上下両方からのそれぞれのレーザ光２４，２５に対し、レーザ集光レンズのキャピラリ側に偏光回転素子としてハーフ波長板である水晶λ／２板，雲母波長板８８，８９などを設置した。偏光フィルタおよび偏光回転素子の光軸周りの回転角度調整を次のように行うことが望ましい。偏光フィルタは、レーザからの光の透過光強度を最大にするように角度調整する。偏光回転素子については、偏光回転角度が４５°になるようにこの素子の回転角度を調整する。偏光を４５°回転させる光学素子を２つ通過することにより、入射光の偏光方向は９０°回転する。２つ目の偏光フィルタは偏光方向が９０°回転した光の透過光強度が最小になるように角度調整する。尚、偏光回転素子の回転角度，偏光フィルタの偏光方向は上記数値に厳密に限定されるものではなく、戻り光強度の問題を解決するために十分であれば良い。
【００９６】
本実施例では、分岐点よりもキャピラリアレイ側に偏光回転素子を設置し、分岐点よりもレーザ側に偏光フィルタを設置する。レーザ本体８７の近くに設置された偏光フィルタは、レーザからの光の強度を最大にするように角度調整してある。キャピラリアレイを透過してループ状の光路を戻ってきた光は偏光方向が９０°回転しているので、偏光フィルタは戻り光に対しては透過光強度が最小になる。
【００９７】
尚、偏光フィルタ、及び偏光回転素子の設置は、これに限定されるものではない。たとえば、分岐点よりもキャピラリ側に、偏光フィルタ，偏光回転素子の両方を設置してもよい。この場合、それぞれの光学素子は２個ずつ必要になる。また、分岐点よりもレーザ側に偏光フィルタを設置してもよい。この場合には１つの偏光フィルタが必要になる。また、集光レンズと偏光回転素子の配置を交換し、集光レンズを偏光回転素子よりキャピラリ側に配置してもよい。この場合、レーザは、偏光回転素子、集光レンズの順に透過する。
【００９８】
これにより、レーザ本体８７より照射されたレーザ光は、偏光フィルタ（透過光が最大になるように角度調整する）を通過し、ハーフミラーで２つに分岐し、偏光回転素子を通過した後に、２方向からキャピラリアレイを照射する。キャピラリ軸に対して垂直方向のレーザ光の偏光がハーフ波長板８８により４５°回転され、キャピラリ軸に対して４５°の角度でキャピラリアレイに入射する。上記光経路では、キャピラリアレイの地点において上下２つのレーザ光の偏光方向は互いに垂直になる。キャピラリ内径内からの信号光強度は、入射レーザ光の偏光方向に依存するものの、上下２つのレーザ光はキャピラリ軸に対してともに45°になるため、９６本のキャピラリの信号光強度分布は上下対称になる。
【００９９】
キャピラリアレイを透過したレーザ光は、偏光回転素子（最初の偏光回転素子と同一方向に偏光を回転する）を通過する。キャピラリアレイの両側に配置された偏光回転素子は、レーザ光を同じ方向に偏光させる性質を有するため、キャピラリアレイの一端から入射するレーザ光は、キャピラリを通過後に再度偏光素子により偏光方向が回転し、他方のレーザ光の偏光方向とほぼ直角の関係になる。
【０１００】
次に、ハーフミラーを経由して偏光フィルタに進入する。ここで、２つ目の偏光フィルタは１つ目の偏光フィルタと同一のものであり、戻り光は、反対側から入射することになる。但し、戻り光の偏光は９０°回転している。言い換えると、レーザ光２４はハーフ波長板８８により、キャピラリ軸に対して垂直方向のレーザ光の偏光が４５°回転され、キャピラリ軸に対して４５°の角度でキャピラリアレイに入射するようになっている。レーザ光２４は、９６本のキャピラリを透過した後、ハーフ波長板８９でさらに４５°偏光が回転する。２つのハーフ波長板８８，８９を通過することによりレーザ光２４の偏光方向は９０°回転する。同様にレーザ光２５の透過光も偏光方向が９０°回転する。そして、透過光は偏光フィルタに進入する。
【０１０１】
しかし、この偏光フィルタは、レーザ本体８７からのレーザ光の強度を最大にするように角度調整してあり、キャピラリアレイを透過してループ状の光路を戻ってきた光は偏光方向が９０°回転しているので、偏光フィルタは戻り光に対しては透過光強度が最小になるようになっている。
【０１０２】
従って、この偏光フィルタを通過することができず、レーザヘッドに到達しないため、戻り光がレーザに戻ることを抑制することができる。９６本のキャピラリを通過する過程において直線偏光が乱れ、キャピラリ通過前の偏光成分は２５％程度減少する。しかしながら、本発明により透過戻り光を７５％抑制することができた。
【０１０３】
本実施例では、キャピラリアレイを通過した光がレーザ発振器に戻り、レーザ発振を不安定にするという問題が解決でき、比較的安定したレーザ発振を得ることができた。
【０１０４】
実施例７
実施例６においては、キャピラリにより反射した戻り光を抑制できないという問題があった。実施例７は、複数キャピラリの両側からレーザ光を照射する電気泳動装置において、キャピラリへのレーザ入射角度をキャピラリと垂直にしないことで、キャピラリにより反射したレーザ光がレーザ発振機に戻りレーザ発振を不安定にするという問題を回避・低減するものである。
【０１０５】
図１２に、実施例７の模式図を示す。本実施例は、光照射部の光軸構成以外は実施例６と基本的に同様である。しかし、前述した光照射機構がキャピラリに対し垂直から２°ずれた角度でレーザ光を照射し、また、光選択部材であるピンホール板９７を供えている。この光選択部材は、光源からキャピラリに進行するレーザ光を透過できる開口部と、キャピラリから光源に進行する戻りレーザ光は遮断できる障壁部を備えている。
【０１０６】
レーザ光２４，２５は、アレイ面内にあり、キャピラリに対し垂直から２°ずれた角度で入射する。レーザ光２４と２５はキャピラリアレイに照射される際に同軸になっており、一方のレーザ光のうちキャピラリを通過した光は、もう一方の入射レーザ光と同軸上を通り、レーザ本体８７に戻るように光軸を調整している。これにより、レーザ光２４，２５によるキャピラリやセルからの反射光９５，９６は、図１２に示すように入射レーザ光軸とは別の光軸上を伝搬するため、レーザ光２４，レーザ光２５のいずれとも同軸とはならない。
【０１０７】
レーザ本体８７のレーザ光出射口付近に、キャピラリ入射前のレーザ光は透過し、キャピラリで反射したレーザ光は透過しない光選択手段である直径１.４mmのピンホールを有するピンホール板９７を取付ける。レーザ本体８７からのレーザ光はピンホールを通過するが、反射光はピンホールを通過できないため、反射光９５，９６がレーザ本体８７に戻ることを防ぐことができる。従って、キャピラリアレイやセルからの反射光がレーザ発振器に戻り、レーザ発振を不安定にするという問題を解決できる。
【０１０８】
尚、本実施例と実施例６とは組み合わせることにより、透過戻り光は実施例６の方法で抑制され、反射戻り光は本実施例の方法で抑制することができるため、安定したレーザ発振を得ることができる。
【０１０９】
実施例８
実施例８にかかる発明は、キャピラリ周囲の充填媒質の形状を所定の曲面に形成することで、キャピラリから生じる蛍光が充填媒質境界面を通過する際に発散することを回避するものである。
【０１１０】
図１６に、実施例８のレーザ照射部付近の上面図を示す。その他の構造は実施例３と同様である。図１６ａに示すように、充填した光伝達媒体であるＦポリマ６０の表面形状が、キャピラリ内のレーザ照射部分１００から見て凸形状となるように成型されている。
【０１１１】
ここで、蛍光集光レンズ３１のＦ値が１.８ であるとする。Ｆポリマ６０の表面が平面である場合（図１６ｂ）には、空気とＦポリマ６０の界面６５において信号光が屈折するため、図示するとおりキャピラリ断面において約±１１°の範囲の信号光しか蛍光集光レンズ３１に到達しない。
【０１１２】
一方、Ｆポリマ６０の表面形状が図１６ａのように凸形状である場合には、その表面形状の曲率半径に依存してキャピラリ断面において約±１１〜１５°の範囲の信号光が蛍光集光レンズに到達する。このように、充填したＦポリマ６０の表面形状を凸形状等の曲面にすることにより、検出機構により検出されるキャピラリ１６からの照射光強度を増加させることができる。なお、照射光強度を効果的に増大させるためには、Ｆポリマ６０の表面凸形状の円弧の中心とレーザ光軸が一致することが望ましい。検査試料が発した蛍光が、Ｆポリマ６０の凸形状表面に対して垂直方向に進行するため、その凸形状表面（境界面）を通過する際に進行方向が変化しないためである。これにより、収差の問題も回避することができる。
【０１１３】
また、充填したＦポリマ６０の表面形状を、所定の曲面となるように形成することでも、分離能を向上することができる。たとえば、その１断面が所定の曲線（楕円，双曲線，中心がレーザ光軸と異なる円）となるように曲面を形成する。このようにすると、蛍光が、検出部であるＣＣＤカメラにより多く収束するため、ＣＣＤが検出する蛍光強度が増大する。つまり、キャピラリ周囲のＦポリマ６０の表面形状を所定の曲面に形成することで、Ｆポリマ６０がレンズとして作用し、蛍光の進行方向を調整することができる。尚、収差による問題は、Ｆポリマ６０の表面形状にかかるレンズが、複数の焦点を持つように形成することで回避できる。
【０１１４】
尚、Ｆポリマの表面とは空気に接するものに限らず、Ｆポリマとは異なる屈折率を有する媒質との接触面をいう。また、Ｆポリマとキャピラリとの間に、屈折率の異なる別媒質が存在してもよい。
本実施例は実施例４と同時に実施することもできる。
【０１１５】
実施例９
実施例９は、キャピラリ周囲の充填媒質を被覆する容器の外型を所定の曲面に形成することで、キャピラリから生じる蛍光が容器表面を通過する際に発散することを回避するものである。
【０１１６】
図１７に、実施例９の光照射部付近の上面図を示す。その他の構造は実施例１と同様である。図１７ａに示すように、セル蓋２０の表面形状を、キャピラリ内のレーザ照射部分１００から見て凸形状になるようにする。
【０１１７】
ここで、蛍光集光レンズ３１のＦ値が１.８ であるとする。セル蓋２０の表面形状が平面である場合(図１７ｂ)には、空気とセル蓋２０の界面において信号光が屈折するため、図示するとおりキャピラリ断面において約±１１°の範囲の信号光しか蛍光集光レンズ３１に到達しない。
【０１１８】
一方、セル蓋２０の表面形状が図１７ａのように凸形状である場合には、その表面形状の曲率半径に依存してキャピラリ断面において約±１１〜１５°の範囲の信号光が蛍光集光レンズに到達する。このように、セル蓋２０の表面形状を、凸形状にすることで検出されるキャピラリ１６からの照射光強度を増加させることができる。なお、照射光強度を効果的に増大させるためには、セル蓋の表面凸形状の円弧の中心とレーザ光軸が一致することが望ましい。
【０１１９】
また、セル蓋の表面形状をより大きな曲率の曲面とすることで、蛍光が検出機構内のＣＣＤカメラにより収束し、照射光強度を増大させることができる。つまり、キャピラリ周囲の充填媒質を被覆するセル蓋等容器の形状を所定の曲面に形成することで、セル蓋等の容器がレンズとして作用し、蛍光の進行方向を調整することができる。
【０１２０】
尚、セル蓋の表面とは空気に接するものに限らず、セル蓋等の容器とは異なる屈折率を有する媒質との接触面をいう。また、セル蓋と境界面を形成する充填媒質の間に、屈折率の異なる別媒質が存在してもよい。
【０１２１】
実施例１０
実施例１０にかかる発明は、一方が平面で他方が曲面の部材であるシリンドリカルレンズを、表面形状が平面であるマルチキャピラリアレイに備え付けることで、実施例９におけるセル蓋の表面凸形状の機能を、装置に装着されたシリンドリカルレンズ２０２が担うものである。
【０１２２】
図１８に、実施例１０のレーザ照射部付近の上面図を示す。本実施例では、実施例１にかかるマルチキャピラリアレイのセル蓋が、電気泳動装置本体に装着されたシリンドリカルレンズ２０２に覆われている。その他の構造は実施例１と同様である。
【０１２３】
実施例９におけるセル蓋の表面凸形状の機能を装置に装着されたシリンドリカルレンズ２０２が担うことができるため、消耗品であるキャピラリアレイのセル蓋は平面ガラス板でよいことになる。また、シリンドリカルレンズ２０２が装置に装着されているため、シリンドリカルレンズ２０２の表面凸形状の中心とレーザ光軸が一致するため、照射光強度がキャピラリアレイの取付精度に依存しないというメリットがある。
【０１２４】
実施例１１
図１９に、実施例１１のレーザ照射部付近の正面図（１９ａ）と正面図におけるＡ−Ａ′断面（１９ｂ）を示す。本実施例では、１本のキャピラリ中からの試料から生じる蛍光を透過する検出窓を有する背景光遮蔽部材が、光照射部は石英製のアレイ台１５上に並列配置されたキャピラリの上方に配置されている。その他の構造は実施例１と同様である。
【０１２５】
９６本のキャピラリ１６すべてがアレイ台１５に接触するようにアレイ台１５に配列され、シリコン板１０１とともに、アレイ台１５に対して接着固定されている。シリコン板１０１には、シリコン異方性エッチング技術により、柵１０２により仕切られた検出窓１０３と、キャピラリ１６の配列位置決めのために用いられるＶ溝１０４が形成されている。Ｖ溝１０４にキャピラリ１６が嵌るため、キャピラリ１６を所定の間隔で高精度に配列することができ、また、柵１０２により仕切られた検出窓１０３とキャピラリ１６との位置合わせを容易に行うことができる。
【０１２６】
また、アレイ台１５にはシリコン板の位置決めガイド１０５が形成されているが、これは測定部の検出許容範囲に対応している。すなわち、全てのキャピラリ１６がシリコン板の位置決めガイド１０５の内側にあれば、全てのキャピラリ１６が検出機構の検出許容範囲内に入るということである。アレイ台１５にシリコン板の位置決めガイド１０５を形成することにより、アレイ台１５に対するキャピラリ１６の位置決めを容易に行うことが可能となる。
【０１２７】
キャピラリ１６は、内径５０μｍ，外径１２６μｍの石英管１８が厚さ１２μｍのポリマ被膜で覆われた構造をとり、全外径は１５０μｍである。キャピラリ内部にはＤＮＡの分離媒体であるポリマ水溶液(屈折率１.４１)が充填されている。光照射部においては、ポリマ被膜が除去され、石英管１８がむき出しの状態になっている。レーザ光を照射すると、レーザ光の乱反射光の一部がキャピラリ１６のポリマ被膜にあたることにより蛍光を発したり、ＤＮＡサンプルが発した蛍光の一部が乱反射したりする。このポリマ被膜からの蛍光やＤＮＡサンプルからの蛍光の乱反射光が検出機構で受光されると、背景光の増大によりＳＮ比が低下し、分離能が低下するしかし、所望の照射光は検出窓１０３を透過するが、背景光は柵１０２により遮られるため、背景光の増大を防止することが可能となる。さらには、アレイ台１５からの反射光が検出窓１０３を通過し、検出機構で受光されることを防ぐために、アレイ台１５には反射防止膜１０６が形成されている。これにより、さらに背景光を低減させることができるため、分離能をさらに向上させることが可能となる。
【０１２８】
光照射部のキャピラリ周辺は、Ｆ溶液１９で満たされている。Ｆ溶液１９は、石英製のセル蓋２０，アレイ台１５、および、それらを固定する接着剤で完全に密封されている。
【０１２９】
温度変化に伴うＦ溶液１９の体積膨張によりセルの密封構造が破壊されることを防ぐために、密封構造の中には発泡倍率が３０倍（体積の約３０分の２９が気泡）の高圧縮が可能な発泡体１０７を混入させた。Ｆ溶液１９の体膨張率は０.００１２mm3／mm3・℃ であるから、キャピラリアレイの保存温度（室温２５℃）と使用温度（６０℃）との差を３５℃とすれば、Ｆ溶液１９の保存温度から使用温度への温度上昇（３５℃）による体積増加は約０.０４mm3／mm3(約４％）となる。発泡体１０７の大きさは、セル容積の約１０％の大きさに設定した。
【０１３０】
発泡体１０７は、アレイ台１５に設けられた溝に、アレイ台１５とキャピラリ１６に挟まれるようにして配置されている。また、発泡体１０７は、検出機構の検出範囲内であるが、シリコン板１０１により検出機構から隠された位置に配置されている。これにより、発泡体１０７の蛍光による背景光の増大を防止することができる。また、発泡体１０７は、セルの密封構造内にＦ溶液を注入するための穴１０９に、それを塞ぐ蓋として配置することもできる。これにより、アレイ台１５への発泡体１０７の為のみの特別加工が不要になる。
【０１３１】
気泡がレーザ光路上に侵入することを防ぐために、セル内部には気泡が存在しないことが望ましいが、セル内部から気泡を完全に除去することは容易ではない。そこで、仮にＦ溶液１９で満たされたセル内部に気泡が混入したとしても、この気泡がレーザ光路上に侵入することを防ぐために、セルに石英製の気泡排除ブロック２３を形成している。
【０１３２】
入射レーザ光とセルのレーザ入射面の角度を一定に保つ必要がある。アレイ台１５にはセル蓋の位置決め用の溝であるガイド１０８を形成されており、アレイ台１５に対するセルの位置決めを容易かつ確実に行うことができる。
【０１３３】
以上より、背景光を低減したＳＮ比の高いキャピラリアレイを実現することができた。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のキャピラリ内の試料を高精度に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のキャピラリアレイにおける光照射部付近の側面図（１ａ）と正面図（１ｂ）である。
【図２】本発明が適用されるキャピラリアレイ電気泳動装置の概観図である。
【図３】キャピラリアレイからの発光の検出系の概観図である。
【図４】実施例１により得られるＣＣＤに結像されたイメージと、９３本のキャピラリからの発光強度分布である。
【図５】実施例１により得られた電気泳動結果である。
【図６】実施例２のキャピラリアレイ取付部の正面図（６ａ）と正面図におけるＡ−Ａ′断面（６ｂ）である。
【図７】Ｆ溶液における直線ＶＷ上の温度勾配の計算結果である。
【図８】実施例３の検出部付近の側面図（８ａ）と正面図（８ｂ）である。
【図９】実施例４のレーザ照射部付近の側面図（９ａ）と、実施例３のレーザ照射部付近の側面図（９ｂ）である。
【図１０】実施例５の検出部付近の側面図である。
【図１１】実施例６の模式図である。
【図１２】実施例７の模式図である。
【図１３】充填媒体の屈折率と発光強度比のシミュレート結果である。
【図１４】実施例１により得られるＣＣＤに結像されたイメージと、９６本のキャピラリからの発光強度分布である。
【図１５】９６本のキャピラリ中の一本についての電気泳動結果である。
【図１６】実施例８の模式図である。
【図１７】実施例９の模式図である。
【図１８】実施例１０の模式図である。
【図１９】実施例１１のレーザ照射部付近の正面図（図１ａ）と正面図におけるＡ−Ａ′断面（図１ｂ）である。
【図２０】Ｆポリマの透過波長と透明度の関係を表したグラフである。
【図２１】Ｆ溶液の化学的特長を表した表である。
【図２２】Ｆポリマの屈折率を表した表である。
【図２３】実施例２のキャピラリアレイ取付部変形例の正面図（２３ａ）と正面図におけるＡ−Ａ′断面（２３ｂ）である。
【符号の説明】
１，８２…キャピラリアレイ、２…負電極、３…負電極側のバッファー液、４…ゲルブロック、５…ゲルブロックへの接続部、６…バルブ、７…アース電極、８…光照射部、９，２４，２５，８０…レーザ光、１０…シリンジ、１１…オーブン、１１−１…光源、１１−２…高圧電源、１１−３…試料導入部、１１−４…第１バッファー容器、１１−５…流動媒体注入機構、１１−６…検出部、１１−７…第２バッファー容器、１１−８…測定部、１２…アース電極側のバッファー、１５…アレイ台、１６…キャピラリ、１７…キャピラリ押さえ板、１８…石英管、１９…キャピラリ周辺を満たす３Ｍ社製の含フッ素溶液フロリナートＦＣ４３、２０…セル蓋、２０−２…気泡収容空間、２１…接着剤、２２…気泡、２３…気泡がレーザ光路上に侵入することを防ぐための石英製の気泡排除ブロック、３１…蛍光集光レンズ、３２…グレーティング、３３…フォーカスレンズ、３４…ＣＣＤ、３４−２…検出機構、３５…蛍光、３６…キャピラリからの発光が蛍光集光レンズによって平行光となった光束、４０…アレイ台１５上の基準面Ｐ、４０−２…キャピラリアレイを配列する基準平面、４１…取付基準面Ｐ′、４４…押し当て棒、４５，５１−１０…バネ、４６…アレイ台において面Ｐに対して垂直でＸ軸に対し平行の基準面Ｑ、４７，４８…取付基準線ＱＱ′、４７−２，４８−２…取付基準線Ｑ″Ｑ′′′、４９…面Ｑに最も近いキャピラリ、５０…セル蓋の石英表面のうちレーザ光が通過する面Ｒ、５１…セルの石英表面のうちレーザ光が通過する面Ｓ、５１−６…蛍光透過部、５１−７…レーザ光透過部、５１−８…押圧部Ａ、５１−９…押圧部Ｂ、５１−１１…取付部蓋、５２…セルの石英表面のうちレーザ光が通過する面Ｔ、５３…セルの石英表面のうちレーザ光が通過する面Ｕ、５４…アレイ台においてＦ溶液に接する部分の一点、５５…セル蓋においてＦ溶液に接する部分の一点、６０…キャピラリアレイの光照射部を覆うフッ素化ポリマ、６０−２…光照射部、６１，６２…両端のキャピラリの外側に位置し、フッ素化ポリマをせき止めるポリマブロック、６５…空気とＦポリマ６０の界面、７０…気泡がレーザ光路上に侵入することを防ぐためにアレイ台に施した穴加工、７１…セル下部の蛍光検出用石英窓、７２，７３…レーザ光透過用石英窓、８１…ハーフミラー、８３，８４…レーザ集光レンズ、８５，８６…レーザが入射する端キャピラリ、８７…レーザ本体、８８，８９…ハーフ波長板、９０…偏光フィルタ、９１…ミラー、９５，９６…レーザ光によるキャピラリやセルからの反射光、９７…ピンホール板、１０１…シリコン板、１０２…柵、１０３…検出窓、１０４…Ｖ溝、１０５…シリコン板の位置決めガイド、１０６…反射防止膜、１０７…発泡体、１０８…セル蓋の位置決めガイド、１０９…Ｆ溶液注入穴、２０２…シリンドリカルレンズ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoresis apparatus for separating a sample such as fluorescently labeled DNA by electrophoresis and analyzing the sample.
[0002]
[Prior art]
For the purpose of determining the base sequence and base length of DNA, an electrophoresis method using a capillary comprising a quartz tube and a polymer coating covering the quartz tube is used. A sample containing DNA to be measured is injected into a separation medium such as polyacrylamide in a quartz capillary, and a voltage is applied to both ends of the capillary. The DNA synthesis product in the sample moves in the capillary and is separated depending on the size of the molecular weight or the like to generate a DNA band in the capillary. A fluorescent dye is added to each DNA band, which develops color when irradiated with laser light, which is read by a fluorescence measuring means to determine the DNA sequence. Protein separation and analysis can be performed in the same manner to examine the structure of the protein.
[0003]
One of the laser beam irradiation methods is as follows. A system in which one or both ends of a capillary array consisting of a plurality of capillaries arranged on a flat substrate are irradiated with laser light, and the laser light propagates one after another to the adjacent capillaries and traverses the capillary array There is. Here, in the portion where the laser beam is irradiated in the capillary and in the vicinity thereof, the coating of polyimide or the like on the surface of the capillary is removed.
[0004]
However, when the laser beam passes through a boundary surface with different refractive index, such as a capillary-air contact surface, the laser beam attenuates due to the influence of dispersion and reflection of the laser beam due to the difference in the refractive index of the material constituting the boundary surface. . Therefore, in the process in which the laser beam propagates through several capillaries, the laser beam decreases exponentially, and the analysis accuracy decreases.
[0005]
Therefore, there is a concept of suppressing the loss of laser light due to refraction and reflection by filling a light transmission medium having a predetermined refractive index between capillaries and adjusting the refractive index and the reflectance.
[0006]
Here, as a known example of this laser light irradiation method, there is one in which at least a part of the space between the capillaries through which the laser light passes is filled with a medium other than air (the following patent) Literature 1, the following Patent Literature 2, and the following Patent Literature 3). In these specifications, the conditions of the refractive index of the medium filled between the capillaries are described according to parameters such as the quartz inner diameter, the outer diameter of the capillary, and the refractive index of the separation medium filled in the capillary. In this specification, the content of these specifications is used in the range which does not restrict | limit rights interpretation.
[0007]
However, in the above-mentioned specification, the conditions of the refractive index of the medium filled between the capillaries are described according to parameters such as the quartz inner diameter, the outer diameter of the capillary, and the refractive index of the separation medium filled in the capillary. . In the following Patent Document 1, a liquid such as water, an aqueous solution, air, or vacuum is described as a medium filled between capillaries. In the following Patent Document 2, only water is described as a substance having a refractive index of 1.3 to 1.5 as a filler between capillaries. Moreover, in the following patent document 3, the filler between capillaries is exemplified by water and a buffer solution having a refractive index of 1.33-1.37 as a transparent liquid, air as a transparent gas, and quartz glass as a vitreous body. .
[0008]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,790,727
[Patent Document 2]
US Pat. No. 5,582,705
[Patent Document 3]
US Pat. No. 5,833,827 (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-152418 and 9-96623)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to improving the analysis accuracy of an electrophoresis apparatus that irradiates a detection unit of a multi-capillary array including a plurality of capillaries so that irradiation light penetrates the plurality of capillaries simultaneously.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention irradiates a detection portion of a capillary array having a plurality of capillaries for separating a sample by electrophoresis by irradiating irradiation light so as to penetrate the plurality of capillaries simultaneously, and detects sample information generated thereby The apparatus is characterized in that the amount of irradiation light scattered by the capillary is reduced by interposing a liquid or solid having a refractive index larger than that of air and not larger than that of water in the space between the capillaries. This adjusts the refraction and reflection when the irradiation light passes through the capillaries and reduces the light loss caused by passing through the plurality of capillaries, thereby preventing the light intensity irradiated to the sample from being reduced. In the present invention, the substance filled between the capillaries is a liquid, semi-solid or solid at normal temperature and normal pressure, and the refractive index is preferably smaller than that of water.
[0011]
In the known example, quartz glass (refractive index: 1.46) is described, but it is not possible to sufficiently reduce the reflection and scattering of irradiation light applied to the capillary. The above Patent Document 2 describes an aqueous solution, but there is no specific description thereof. Moreover, although it describes that air, a vacuum, etc. can be used in the said well-known example, these are too small and can not be used. Therefore, the material filled between the capillaries has a refractive index that is the same as that of water at the maximum, and preferably has a refractive index smaller than that of water. A substance having a refractive index larger than that of air or vacuum, preferably having a refractive index sufficiently higher than 1, is desirable.
[0012]
Specifically, a fluorine-containing compound that is liquid at normal temperature and normal pressure (any of liquid, semi-solid, and polymer) having a refractive index of 1.25 to 1.32 is preferable. This fluorine-containing compound will be described in detail later.
[0013]
In the electrophoresis apparatus in which the plurality of capillaries are immersed in a liquid, a mechanism for supplying the liquid to the liquid is added to the liquid container so that the container is damaged or liquid is increased due to a temperature rise of the liquid. Prevent leakage. In addition, by controlling the temperature of the liquid, the refractive index gradient of the liquid in the portion through which the irradiation light passes is adjusted, and the irradiation light is prevented from bending, thereby reducing the light intensity irradiated to the sample. To prevent.
[0014]
Further, the present invention provides an electrophoretic apparatus in which a photoconductive medium having a predetermined refractive index is provided around a capillary, and the traveling shape of light generated from a sample is determined by forming the surface shape of the photoconductive medium into a predetermined curved surface. Adjustments can be made to increase the light intensity detected by the detection mechanism.
[0015]
The above and other objects and novel features of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
FIG. 2 shows the overall configuration of the multicapillary electrophoresis apparatus according to this example.
The multi-capillary electrophoresis apparatus according to the present embodiment includes a multi-capillary array 1 composed of capillaries including a separation medium for separating a test sample, a buffer for immersing the negative electrode 2 of the multi-capillary array, and the sample introduction section 11-3. A first buffer container 11-4 for holding the liquid 3, a gel block 4 having a valve 6, a second buffer container 11-7 for holding a buffer liquid 12 for immersing the gel block 4 and the ground electrode 7, and a capillary array A syringe 10 for injecting a gel, which is an electrophoresis medium, a detection unit 11-8 for acquiring information depending on the sample, and a light source 11 for irradiating the light irradiation unit 8 with laser light 9 which is coherent light -1, a measurement unit (not shown) for acquiring fluorescence generated by the sample, a thermostatic chamber 11 for adjusting the temperature of the capillary array, and a separation medium Composed of high-voltage power supply 11-2 for applying a voltage.
[0017]
The multi-capillary array 1 includes 96 samples of quartz capillaries, which are tubular members, filled with a test sample containing a sample such as DNA molecules and a polymer aqueous solution as a separation medium for separating the DNA molecules in the test sample. Have a book. At one end of the multi-capillary array 1, a sample introduction part 11-3 capable of introducing a sample into the capillary is formed, and an electrode 2 to which a negative voltage can be applied is disposed. The other end has a connection portion 5 that is connected to the gel block 4 and can move the separation medium between the gel block 4 and the multicapillary array 1. Between the sample introduction part 11-3 and the connection part 5, it has the detection part 11-8 including the light irradiation part 8 irradiated with a laser beam.
[0018]
The gel block 4 and the syringe 10 are a fluid medium injection mechanism 11-5 that injects a polymer aqueous solution as a migration medium into the capillary. When filling the capillary with the polymer aqueous solution as the migration medium, the valve 6 is closed and the syringe 10 is pushed in, so that the polymer aqueous solution in the syringe 10 is injected into the capillary.
[0019]
The capillary array 1, the gel block 4, the buffer solution 3, the electrode 2, the buffer 12 on the ground electrode side, the ground electrode 7, and the high-voltage power source 11-2 constitute a voltage application mechanism for electrophoresis of the test sample. At the time of electrophoresis, the negative electrode 2 is immersed in the buffer solution 3 and the valve 6 is opened. Accordingly, the negative electrode 2, the buffer solution 3, the multicapillary array 1 (more precisely, the polymer aqueous solution in the capillary), the gel block (more precisely, the polymer aqueous solution in the gel block), the buffer 12 on the ground electrode side. , And an energization path composed of the ground electrode 7 is formed. A voltage is applied to the energization path by the high voltage power supply 11-2. When a voltage is applied to the current path, the test sample in the polymer aqueous solution is electrophoresed and separated according to properties such as its molecular weight.
[0020]
The optical system of the electrophoresis apparatus includes a light source 11-1, a measurement unit 11-8 including a light irradiation unit 8, and a detection mechanism that detects fluorescence generated from the detection unit. The light source 11-1 oscillates laser light 9 (488.0 nm and 514.5 nm light from an argon ion laser) which is coherent light. In the detection unit 11-88, a light irradiation unit 8 which is a portion through which the laser light 9 passes through the capillary is arranged in parallel. And the laser beam 9 is irradiated to the detection part 11-8 from both the upper and lower directions so that the light irradiation part 8 of several capillaries may penetrate simultaneously. The laser light 9 excites the inspection sample, and fluorescence is emitted from the inspection sample. This fluorescence is detected by a detection mechanism including the CCD 34, and information depending on the test sample such as a DNA molecular sequence can be acquired.
[0021]
FIG. 3 shows a detection mechanism 34-2 for detecting fluorescence from the test sample in the capillary array and the light irradiation unit 8. The detection mechanism 34-2 includes a fluorescent light collecting lens 31, a grating 32, a focus lens 33, and a CCD. Fluorescence 35 from the test sample in the capillary 16 generated by irradiating the light irradiating unit 8 with the laser light 9 becomes parallel light 36 by the fluorescent condensing lens 31, is dispersed by the grating 32, and is then CCD 34 by the focus lens 33. Imaged on top. The right figure of FIG. 3 shows the state of the elements (detection unit 11-8, grating 32, CCD 34) related to the image formation. 96 capillary images are arranged in the Y-axis direction, and light emitted from each capillary is dispersed in the X-axis direction.
[0022]
The thermostat (oven) 11 is a temperature control mechanism for controlling the temperature of the capillary array 1. Thereby, most of the capillary array 1 is kept at a constant temperature such as 60 ° C., for example.
[0023]
The detection unit 11-8 will be described. In FIG. 1, the side view (1a) and front view (1b) of the detection part 11-8 are shown. The detection unit 11-8 includes 96 capillaries 16, an array stage 15, a cell lid 20, a pressing plate 17, a bubble exclusion block 23, a filling medium (F solution 19), and bubbles 22. .
[0024]
The arrangement of capillaries will be described. The quartz array table 15 has a reference plane for arranging the capillaries. The 96 capillaries are arranged on the array table 15 so that all the 96 capillaries are in contact with the reference plane and adjacent capillaries are in contact with each other. The capillaries 16 are bonded and fixed to the array table 15 by being sandwiched between the holding plate 17 for fixing the capillaries 16 and the array table 15. As a result, the capillaries are arranged in parallel in a planar shape, and the deviation of the central axis of each capillary is 6 μm or less. Therefore, the influence of the loss of the laser beam 9 due to refraction and reflection when the laser beam 9 is irradiated so as to penetrate 96 capillaries at the same time can be reduced.
[0025]
The structure of the capillary will be described. The capillary 16 has a structure in which a quartz tube 18 having an inner diameter of 50 μm and an outer shape of 126 μm is covered with a polymer film having a thickness of 12 μm, and the total outer diameter is 150 μm. The capillary is filled with an aqueous polymer solution (refractive index 1.41) which is a DNA separation medium. In the light irradiation part 8, the polymer film is removed and the quartz tube 18 is exposed. When the laser beam 9 is irradiated, a part of the irregularly reflected light hits the polymer film of the capillary, and this polymer film may emit fluorescence. However, the fluorescence from the polymer film is blocked by the pressing plate 17 so that it does not reach the measuring section. For this reason, highly accurate detection with a high S / N ratio can be performed.
[0026]
Here, in the present embodiment, the array base 15, the quartz cell lid 20, and the adhesive 21 for fixing them form a sealed structure, and can hold a photoconductive medium such as a specific liquid / solid. (Cell) is configured. By filling the cell with the light transmission medium, the space between the capillaries through which the laser light passes can be filled with the light transmission medium. In other words, the light irradiation part 8 of the capillary 16 is immersed in the light transmission medium. In addition, since a high voltage is applied to the capillary during electrophoresis, the capillary adsorbs dust in the charged air, but light irradiation is performed because the vicinity of the light irradiation part of the capillary 16 is isolated from the outside air by a sealed container. Dust is not adsorbed on the part 8.
[0027]
The selection of the light transmission medium has a great influence on the analytical performance of the electrophoretic analysis. In the explanation, the problem due to the propagation of the laser beam and the loss of the laser beam will be described. In the present embodiment, the capillary arrays are irradiated with laser beams 24 and 25 from both the upper and lower ends of the detection unit, respectively. The two laser beams 24 and 25 are irradiated so as to overlap each other. Each irradiated laser beam propagates one after another to adjacent capillaries, passes through 96 capillaries, and traverses the light irradiation section 8 of the capillaries. Here, when the laser beams 24 and 25 travel on the boundary surface between the capillary 16 and the light transmission medium, the laser beams 24 and 25 pass through the boundary surface of the medium having different refractive indexes, and the laser beam due to refraction and reflection. Light intensity is lost due to scattering of light. When the light intensity of the laser beams 24 and 25 becomes weak due to this loss, the fluorescence generated from the sample in the capillary 16 becomes small, so that it becomes impossible to analyze the DNA molecule sequence and the like with high sensitivity. Hereinafter, in principle, this is expressed as “the resolution decreases”.
[0028]
As a method for solving the laser light loss, a method of increasing the fluorescence by increasing the intensity of the laser light can be considered. However, if the intensity of the laser beam is too strong, the test sample such as a DNA molecule is denatured, so this solution has a limit.
[0029]
Further, in an electrophoresis apparatus in which laser light passes through a plurality of capillaries, a difference in the intensity of laser light applied to each capillary becomes a problem. As the laser beam passes through the capillaries, its intensity decreases exponentially due to refraction and reflection, so that the fluorescence generated from the capillary with the strongest incident laser beam intensity and the weakest capillary (laser beam from both sides of the capillary array). In the case of irradiation, there is a difference in the magnitude of fluorescence generated from the middle capillary). At this time, since the detection range of the CCD 34 needs to be set so as to contain all the fluorescence, if the difference in fluorescence intensity is large,
The analysis performance of the CCD 34 cannot be effectively used, and the analysis performance deteriorates. Therefore, if the laser beam intensity difference between capillaries is large, effective analysis of the test sample cannot be performed. In particular, since the loss due to refraction and reflection increases exponentially as the number of capillaries through which laser light penetrates increases, loss of light intensity due to refraction and reflection is a serious problem in an electrophoresis apparatus composed of 24 or more capillaries. Become.
[0030]
The loss due to refraction and the loss due to reflection depend on the difference in refractive index between the boundary surfaces. When the refractive index difference is large (when the reflectance is large), attenuation due to reflection occurs when the laser beam passes through the boundary surface. When the refractive index difference is small, attenuation due to dispersion of the laser beam occurs when passing through the boundary surface. Because. Therefore, the inventor considered that a method of filling a medium having a predetermined refractive index between capillaries and suppressing the total loss due to refraction and reflection is effective.
[0031]
Here, the loss due to reflection will be described. In general, the reflectance (R) when light travels from medium 1 (refractive index: n1) to medium 2 (refractive index: n2) at an incident angle of 0 is obtained by the following equation.
Reflectance: R = [(n1-n2) / (n1 + n2)]2
[0032]
For example, when the filling medium around the capillary is air, the reflectance at the interface between air (n = 1.00) and quartz (n = 1.46) is 3.49%, so the laser beam Every time it passes through one interface, 3.49% of the light is reflected and a loss of light intensity occurs. This loss increases exponentially as the number of capillaries through which laser light passes is increased. In order to reduce the loss due to reflection, the refractive index of the filling medium should be close to the refractive index of the capillary.
[0033]
The loss due to refraction is attenuation due to dispersion of the laser light (a state where the light spreads) when passing through the boundary surface. That is, when the cross section of the capillary is elliptical or circular, the boundary surface between the capillary and the filling medium acts as a lens, and the laser beam is concentrated (the light density is increased) in the capillary hollow portion filled with the separation medium. However, when the refractive index of the capillary and the surrounding medium is small, the lens effect due to the boundary surface is reduced, and a loss occurs because the laser light diverges. In general, medium 1 (refractive index: n1) To medium 2 (refractive index: n2) Incident angle θ when light travels1, Exit angle θ2Is obtained by the following equation.
n1sinθ1= N2sinθ2
[0034]
Therefore, in general, in order to strengthen the lens effect of the capillary and reduce the loss due to refraction, the refractive index difference between the filling medium and the capillary should be increased.
[0035]
Based on the above consideration, the inventor simulated the relationship between the refractive index N of the light transmission medium around the capillary and the emission intensity ratio. The simulation conditions are as follows. For a multicapillary array having 96 capillaries having the same detection unit structure as in this embodiment, the inside of the capillaries is filled with a polymer aqueous solution having a refractive index of 1.41, and laser light is emitted only from the capillaries. Is the case of irradiation. Capillary alignment error was assumed to be ± 6 μm, laser diameter was 72 μm, and optical axis deviation was 10 μm.
[0036]
FIG. 13 shows the simulation result. The horizontal axis is the refractive index of the light transmission medium, and the vertical axis is the emission intensity ratio. The light emission intensity ratio is an average value of 96 capillaries for the relative value of the amount of light passing through each capillary with respect to the incident laser light when the laser light propagates through the capillaries one after another. In the figure, ■ indicates the expected value of the emission intensity ratio (average value of emission intensity of a plurality of capillaries), and the vertical line including ■ indicates the distribution of emission intensity.
[0037]
It can be understood that the emission intensity ratio has a mountain shape with a vertex near the refractive index of 1.29 with respect to the refractive index of the filling medium. When the refractive index is smaller than 1.29, the contribution of loss due to reflection is large. When the refractive index is larger than 1.29, the contribution of loss due to refraction is large. If the light emission intensity ratio allowed in the electrophoretic analysis is 0.35 or more, it can be understood that a light transmission medium around the capillary having a refractive index in the range of 1.25 to 1.32 is suitable. . In particular, an optical transmission medium having a refractive index of 1.29 is optimal.
[0038]
Further, it is desirable that the optical transmission medium does not absorb laser light. This is because even when laser light is transmitted through the light transmission medium, the attenuation of the light intensity is suppressed. This attenuation also increases as the number of capillaries increases and the laser beam path in the optical transmission medium becomes longer.
[0039]
Furthermore, it is desirable that the light transmission medium does not emit fluorescence. This is because when the light transmission medium itself emits fluorescence by the laser light, the emitted light becomes noise and obstructs the detection of the fluorescence emitted by the test sample.
[0040]
The inventor has searched for an optimum material as a light transmission medium having the above-described conditions. And it reached Fluorinert Electronic Liquid FC-43 (hereinafter referred to as “F solution 19”) manufactured by 3M. “Fluorinert” is a registered trademark of 3M Company. The F solution 19 is a fully fluorinated liquid having a refractive index of about 1.29, low viscosity, colorless and transparent, and extremely thermally and chemically stable. In addition, it does not absorb irradiation light, and emits only fluorescence equivalent to or less than Raman scattering of water even when irradiation light is irradiated. Therefore, the substance is very suitable as a light transmission medium for a multi-capillary electrophoresis apparatus having a plurality of capillaries. Furthermore, it has the following characteristics, and these may work suitably. 1) Excellent electrical insulation and thermal conductivity. 2) The surface tension is very low and the permeability is excellent. 3) Does not dissolve in various solvents regardless of high or low temperature. 4) Non-flammable, non-toxic, odorless and safe. 5) It is inert and hardly invades electronic parts, metals, plastics, rubber, etc. FIG. 21 shows the chemical characteristics of the F solution at 25 [° C.].
[0041]
The inside of the sealed container of the capillary array according to the present embodiment is filled with the F solution 19, and the light irradiation unit 8 is immersed in the F solution 19. As a result, loss due to refraction and reflection when laser light passes through the surface of the capillary 16 can be reduced, and a decrease in fluorescence intensity generated by the test sample can be avoided. In the electrophoresis apparatus, analytical performance can be improved.
[0042]
Bubbles 22 are filled together with the F solution 19 in the sealed structure. This is to prevent the sealed structure from being destroyed by the volume expansion of the F solution 19 accompanying the temperature change. However, since the bubble 22 is movable, it may enter the laser optical path and affect the analysis. Therefore, in order to prevent the bubbles 22 from entering the laser beam path, a quartz bubble exclusion block 23 which is a bubble exclusion means is formed in the sealing structure. The bubble exclusion block 23 is disposed at a position where the laser light 24 and 25 are transmitted at an upper position when the detection unit 11-8 is provided in the electrophoresis apparatus. Thereby, the space 20-2 which accommodates the bubble 22 in the position which the laser beam 24 and 25 does not permeate | transmit above the inside of an airtight container is made. During the measurement, the bubble moves upward in the cell and stays in the space 20-2, so that the bubble 22 can be prevented from crossing the laser beam path. Further, when the light irradiation unit 8 is provided in the electrophoresis apparatus so that the reference surface of the array table 15 is horizontal and the reference surface is down, a groove-like shape is formed on the reference surface of the array table 15 near the light irradiation unit 20-3. Create a space. Bubbles tend to accumulate in the gap between the capillaries in the vicinity of the light irradiation part. However, if the volume of the groove-shaped space is equal to or larger than the volume of the bubbles 22, the bubbles remain in this space. Can be avoided. Further, the same effect can be obtained by providing the light irradiation unit 8 obliquely to the electrophoresis apparatus, that is, by providing the bubble 22 so as to move to one corner of the sealed container and a position where the laser beams 24 and 25 are not transmitted. Is obtained. That is, when the detection unit is provided in the electrophoresis apparatus, a sealed structure is formed so that the bubbles remain in a position where the laser beams 24 and 25 do not transmit, thereby avoiding contact between the bubbles 22 and the laser beams 24 and 25. be able to. Thereby, loss due to refraction and reflection due to the laser beam passing through the boundary surface between the bubble 22 and the F solution 19 can be avoided. FIG. 14 shows an image formed on the CCD of this embodiment and the emission intensity distribution from 96 capillaries. FIG. 4 shows the image formed on the CCD and the emission intensity distribution from the 93 capillaries in the case of 93 capillaries. The luminescence shown in FIG. 14 is an emission spectrum (mainly Raman scattering of water) of the separation medium. As shown in the figure, light emission from 96 capillaries can be detected simultaneously. FIG. 15 shows the electrophoresis results for one of the 96 capillaries. FIG. 5 shows the electrophoresis results for one of the 93 capillaries. Here, a DNA sample with a known base length, called a so-called size marker, was used as a measurement target. The temperature in the thermostatic chamber was 60 ° C., the length between the light irradiation part and the sample introduction end was 36 cm, and the voltage applied to the capillary was 319 V per cm.
[0043]
One of the labels indicating the DNA resolution of the electrophoresis apparatus is a crossover point. This means a separation length corresponding to one base in the light irradiation part and a base length in which the full width at half maximum of a one-base DNA band is equal, and the larger the value, the greater the separation performance of electrophoresis. The crossover point in FIG. 15 was 410 bases. Similar results were obtained for the other 95 capillaries. The crossover point in FIG. 5 is 410 bases, and the same result was obtained for the other 92 capillaries.
[0044]
From the above, in this embodiment, the crossover point for each capillary is
A high-capacity multicapillary electrophoresis apparatus having 410 bases can be provided.
[0045]
Example 2
The angle between the incident laser beam and the laser incident surface of the cell must be kept constant. If this angle varies for each capillary array, the angle of incidence of the laser beam on the cell varies, and as a result, the laser beam path in the cell varies. For example, when the laser incident surface of the cell is quartz and the medium filling the capillary is a liquid having a refractive index of 1.29, if the laser incident surface of the cell varies by 4 mrad, the laser propagates 20 mm from the incident point to the cell. The displacement of the laser light path at the point is 20 um. When the laser is displaced in the capillary axis direction, the two laser beams irradiated in the upper and lower directions are not coaxial, and the laser beam diameter is effectively increased. As a result, it leads to performance degradation such as a decrease in DNA detection resolution (discriminating ability between adjacent DNA bands). Further, when the laser beam is displaced in a direction perpendicular to the capillary axis (hereinafter referred to as “Z-axis direction”), the amount of laser beam irradiation into the capillary inner diameter decreases, and the signal intensity decreases. In order to avoid such performance degradation, it is necessary to keep the angle between the incident laser light and the laser incident surface of the cell constant.
[0046]
Particularly, in the multicapillary electrophoresis apparatus according to Example 1, the inner diameter of the capillary filled with the separation medium and the test sample is 50 μm, and the tolerance of the capillary central axis (the variation in the distance between the capillary central axis and the reference surface) is ± 6 μm, The laser beam diameter is 72 μm. Accordingly, unless the positional relationship between the capillary and the laser beam is precisely adjusted on the order of μ, the separation performance cannot be ensured. Furthermore, it is preferable that the multicapillary array can be detached from the main body of the electrophoresis apparatus. However, it is necessary that the precise position adjustment of the capillary and the laser beam can be easily performed at the time of mounting. For this reason, in the electrophoresis apparatus according to the second embodiment, the mounting reference plane to the electrophoresis apparatus in the multicapillary array and the laser incident surface of the cell are set at a constant angle, and the mounting reference plane and the mounting reference plane on the apparatus side are always at the same angle. It has a structure that can be attached at a fixed angle. More specifically, the flat substrate and the electrophoresis apparatus are aligned relative to each other in the direction perpendicular to the mounting reference plane by bringing a plane in which a plurality of capillaries are arranged into contact with the mounting reference plane in the multicapillary array mounting portion of the electrophoresis apparatus. And a capillary in a direction perpendicular to the perpendicular direction by bringing one plane perpendicular to the plane in which the capillaries are arranged in the plane substrate into contact with another mounting reference plane in the multi-capillary array mounting section. By performing relative alignment between the array and the electrophoresis apparatus, the angle between the incident laser beam and the laser incident surface of the cell can be kept constant.
[0047]
FIG. 6 shows a front view (6a) of the capillary array mounting portion of Example 2 and an AA ′ cross section (6b) in the front view. The other parts are the same as in the first embodiment. XYZ axes are defined as shown. The X axis is a direction parallel to the capillary axis, the Z axis is a direction perpendicular to a reference plane in which a plurality of capillaries are arranged, and the Y axis is a direction perpendicular to both the X axis and the Z axis.
[0048]
The quartz array base 15 is formed with a reference plane 40-2 on which the capillaries can be placed in contact with the polymer coating, a mounting reference plane P40 in contact with the electrophoresis apparatus body, and a mounting reference plane Q46. The mounting reference plane Q46 of the array table 15 is perpendicular to the mounting reference plane P40 and parallel to the X axis. It is desirable that the reference plane 40-2 and the attachment reference plane P40 are substantially parallel and the distance is within 6 μm. If the reference plane 40-2 and the mounting reference plane P40 are formed on the same plane as in this embodiment, it is preferable because the capillary array can be manufactured with high accuracy.
[0049]
The capillary array mounting portion in the electrophoresis apparatus main body is formed with mounting reference planes P′41 and mounting reference lines QQ′47 and 48 that are in contact with the mounting reference plane P40 and the mounting reference plane Q46 of the multicapillary array, respectively. The laser beam transmitting portion 51-7 through which the laser beams 24 and 25 incident on the laser beam 8 pass, the fluorescence transmitting portion 51-6 through which the fluorescence emitted from the sample passes, and the pressing portion A51 including the mounting portion lid 51-11 and the spring 51-10. -8, a pressing portion B51-9 including a pressing rod 44 and a spring 45 is provided.
[0050]
The pressing portion A51-8 can move when the multicapillary array is attached to and detached from the capillary array mounting portion. At the time of mounting, the mounting reference plane P40 of the array base 15 is brought into contact with the mounting reference plane P'41 in the multicapillary array mounting portion of the electrophoresis apparatus, and the array base 15 is moved in the -Z-axis direction (attachment by the pressing portion A51-8. By pressing against the reference plane P40 in the direction of the mounting reference plane P′41, the relative alignment between the array table 15 and the electrophoresis apparatus in the Z-axis direction can be performed with an accuracy of the order of μm. By this alignment, the reproducibility of the laser beam capillary irradiation position can be ensured when the capillary array is detached. In particular, when the reference plane 40-2 and the mounting reference plane P40 are on the same plane, the positional relationship between the capillary central axes and the transmission paths of the laser beams 24 and 25 can be adjusted with extremely high accuracy.
[0051]
The attachment reference plane Q46 of the array table 15 is brought into contact with the attachment reference lines QQ'47 and 48 by making contact with two capillary attachment reference members that are semicircular when viewed from above the Z axis. Then, through the pressing rod 44 having two capillary pressing members that are semicircular when viewed from above the Z axis, the spring 45 causes the Y axis direction (from the mounting reference plane Q46 to the mounting reference lines QQ'47, 48). Direction). Thus, since one straight line is in contact at two points when viewed from the Z direction, relative alignment between the array table 15 and the electrophoresis apparatus in the Y-axis direction can be performed with high accuracy.
[0052]
Further, in the capillary array, the capillaries are arranged so that the attachment reference plane Q46 and each capillary are parallel, and the distance between the capillary 49 closest to the attachment reference plane Q46 and the attachment reference plane Q46 is set in any capillary array. Constant. By doing so, the positional relationship between each capillary and the attachment reference lines QQ'47, 48 is uniquely determined for the remaining 95 capillaries that continue from the nearest capillary 49. Therefore, the imaging position on the CCD 34 does not depend on the capillary array, and the light receiving surface size of the CCD 34 can be minimized.
Alternatively, a range in which all the capillaries are arranged is set on the array table, and the capillaries are arranged so that the attachment reference plane Q46 and each capillary are in parallel within the range. The distance in the range closest to the attachment reference plane Q46 and the distance in the range farthest from the mounting reference plane Q46 are constant in any capillary array. Such a structure can be realized, for example, by forming two parallel blocks on the array base as shown in FIG. 8, arranging the blocks between them and arranging 96 capillaries in this range. it can. In this case, the distance between the inner wall of the block on the capillary side and the attachment reference plane Q46 is kept constant. By doing so, the imaging position on the CCD 34 does not depend on the capillary array, and the size of the light receiving surface of the CCD 34 can be minimized.
[0053]
Of the surface of the quartz cell lid 20, the parallelism between the surface Q46 and the R50, S51, T52, and U53 surfaces through which the laser beams 24 and 25 pass is 2 × 10.-3rad or less. If the parallelism varies for each capillary array, the incident angles of the laser beams 24 and 25 to the cell lid 20 vary, and as a result, the laser beam paths in the cells vary. When the laser beam path varies in the X-axis direction, the laser beams 24 and 25 in the two upper and lower directions are not coaxial, and the laser beam diameter is effectively increased. As a result, it leads to performance degradation such as a decrease in DNA detection resolution (discriminating ability between adjacent DNA bands). Further, when the laser beams 24 and 25 are displaced in the Z-axis direction, the amount of laser beam irradiation into the capillary inner diameter decreases, and the signal intensity decreases. In order to avoid such performance degradation, the R50, S51, T52, and U53 surfaces were made substantially parallel to the surface Q46 as described above.
[0054]
In order to suppress variations in the laser light path, it is not sufficient that the R50, S51, T52, and U53 planes are parallel to the surface Q, and the mounting angle of the array table 15 to the electrophoresis apparatus is constant with good reproducibility. It is necessary to. This condition is realized by the above-described method of pressing the surface Q46 against the lines Q47 and Q′48.
[0055]
There are the following methods for attaching the capillary array to the capillary array attaching portion.
[0056]
FIG. 23 shows a front view (23a) of a capillary array mounting portion according to a modification of the second embodiment and a cross section AA ′ in the front view (23b). XYZ axes are defined as shown. By bringing the reference surface P40 on the array table 15 (the surface on which the polymer film of the capillary is in contact) with the mounting reference surface P'41 in the capillary array mounting portion of the electrophoresis apparatus body, the array table in the Z-axis direction. 15 and the electrophoresis apparatus were aligned relative to each other. By this alignment, the reproducibility of the laser beam capillary irradiation position can be ensured when the capillary array is attached or detached.
[0057]
Further, the array base 15 is pressed in the Y-axis direction by the spring 45 through the pressing rod 44, and the cell surface U53 (perpendicular to the surface P40 and parallel to the X-axis) is attached to the capillary array of the electrophoresis apparatus. The base 15 and the electrophoresis apparatus were aligned relative to each other in the Y-axis direction by bringing them into contact with the mounting reference lines Q ″ Q ″ ′ 47-2, 48-2. The capillaries are arranged so that the face U53 and each capillary are parallel, and the distance between the capillaries 49 and U53 closest to the face U53 is constant in any capillary array. The image position does not depend on the capillary array, and the light receiving surface size of the CCD 34 can be minimized.
Alternatively, a range in which all the capillaries are arranged is set on the array table, and the capillaries are arranged so that the attachment reference plane Q46 and each capillary are in parallel within the range. The distance in the range closest to the attachment reference plane Q46 and the distance in the range farthest from the mounting reference plane Q46 are constant in any capillary array. Such a structure can be realized, for example, by forming two parallel blocks on the array base as shown in FIG. 8, arranging the blocks between them and arranging 96 capillaries in this range. it can. In this case, the distance between the inner wall of the block on the capillary side and the attachment reference plane Q46 is kept constant. By doing so, the imaging position on the CCD 34 does not depend on the capillary array, and the size of the light receiving surface of the CCD 34 can be minimized.
[0058]
Of the quartz surface of the cell lid 20, the parallelism between the surface U53 and the R50, S51, and T52 surfaces through which the laser beams 24 and 25 pass is 2 × 10.-3rad or less. When this parallelism varies for each capillary array, the incident angles of the laser beams 24 and 25 to the cell lid 20 vary, and as a result, the laser beam paths in the cells vary. When the laser beam path varies in the X-axis direction, the laser beams 24 and 25 in the two upper and lower directions are not coaxial, and the laser beam diameter is effectively increased. As a result, it leads to performance degradation such as a decrease in DNA detection resolution (discriminating ability between adjacent DNA bands). Further, when the laser beams 24 and 25 are displaced in the Z-axis direction, the amount of laser beam irradiation into the capillary inner diameter decreases, and the signal intensity decreases. In order to avoid such a decrease in performance, R50, S51, and T52 are each substantially parallel to the surface U53 as described above.
[0059]
In order to suppress variations in the laser light path, it is not sufficient that the R50, S51, and T52 planes are parallel to the surface U53, and the mounting angle of the array base 15 to the electrophoresis apparatus is made constant with good reproducibility. There is a need. This condition is realized by the above-described method of pressing the surface U53 against the lines Q′47 and Q ″ 48.
[0060]
In the method shown in FIG. 6, it is necessary to attach and bond the cell cover 20 to the array table 15 so that the surface R50 of the cell cover 20 and the surface Q46 of the array table 15 are parallel to each other. In this method, since the surface U53 of the cell lid 20 is in direct contact with the attachment reference lines Q′47 and Q ″ 48 of the capillary array attachment portion, the margin of parallelism between the array base 15 and the cell lid 20 is increased. .
[0061]
The inventor has also found a problem that the resolution of the electrophoresis apparatus deteriorates when a temperature gradient occurs in the filling medium between the capillaries. And the reason was ascertained that the laser beam was bent by the refractive index gradient in the filling medium. Hereinafter, this problem and a solution means will be described.
[0062]
When the temperature distribution in the Z-axis direction of the light transmission medium (F solution 19) exists, the refractive index gradient of the F solution 19 occurs in the Z-axis direction. Due to this refractive index gradient, the traveling directions of the laser beams 24 and 25 having components only in the Y-axis direction have a Z-axis component although they are minute. As a result of the traveling direction of the laser beams 24 and 25 traveling in the Y direction being displaced in the Z-axis direction by this refractive index gradient, the laser beams are displaced from the capillary array in the process of propagating through the capillaries. For this reason, the intensity of the laser beam irradiated to the capillary is reduced, the signal intensity (fluorescence intensity from the sample) is reduced, and the separation performance of the electrophoresis apparatus is deteriorated. In particular, this problem becomes more prominent as the distance that the laser beams 24 and 25 pass through the light transmission medium becomes longer (the number of capillaries increases).
[0063]
The inventor thought that this problem could be solved without using a complicated configuration by appropriately adjusting the internal surface temperature of the sealed container. Therefore, the relationship between the internal surface temperature difference and the temperature gradient at a predetermined position in the filling medium was investigated. The result is shown in FIG. FIG. 7 shows the temperature difference between the point V54 and the point W55 in FIG. 6 and the temperature gradient on the straight line VW. The horizontal axis is the Z coordinate on the straight line VW, and Z = 0 corresponds to the center position of the capillary. Note that the straight line VW is perpendicular to the array stage and passes through the center of the space between the capillaries. The distance between V and W, that is, the F solution layer thickness is 0.8 mm. The vertical axis is the temperature gradient. ΔT is a temperature difference between the point V54 and the point W55 (ΔT = [temperature of the point V] − [temperature of the point W]). Each curve represents a temperature gradient on the straight line VW in the F solution when ΔT is −20, −5K, −2K, 2K, 5K, and 20K. The thermal conductivity of the F solution is 0.066 W / mK, the specific heat is 1050 J / kgK, and the density is 1880 kg / m.Three It is. The heat generation of one capillary during electrophoresis was calculated on the assumption that it was 1 mW per 10 mm length.
[0064]
As can be seen from FIG. 7, the absolute value of the temperature gradient is smaller when ΔT is positive (the temperature at the point V54 is higher than the temperature at the point W55) than when it is negative. That is, it has been found that the amount of displacement of the temperature gradient is smaller when the temperature of the planar substrate of the array table 15 is higher than that of the cell lid 20 compared to the opposite case.
[0065]
Based on this result, a multicapillary array was designed as shown in FIG. In the multi-capillary array according to this example, the thickness of the quartz array base 15 which is the first flat plate portion of the sealed container is equal to the thickness of the quartz cell lid 20 which is the second flat plate portion (capillary to be detected). The thickness of the transparent plate which is a part of the cell through which the signal light from the array is transmitted is thicker. By making the cell lid 20 made of quartz and the array base 15 made of sapphire, ΔT can be kept positive even if the array base 15 is made thinner than the cell lid. That is, the capillary array is designed so that the heat transfer efficiency of the first flat plate portion is larger than the heat transfer efficiency of the second flat plate portion. Thus, when the multi-capillary array mounting portion is kept constant at a temperature of 60 ° C. or the like, the surface P ′ of the multi-capillary array mounting portion maintained at 60 ° C. (the mounting reference surface P ′ 41 and the mounting reference). The heat transmitted from the portion in contact with the line QQ'47, 48) to the surface P (the mounting reference surface P40 and the mounting reference surface Q46) is efficiently transmitted to the array table rather than the cell lid, and ΔT is made positive. To keep. As a result, the temperature gradient where the laser beam passes through the light transmission medium between the capillaries is reduced and the refractive index gradient is reduced, so that the laser beam path is less likely to bend and straightness can be maintained.
[0066]
Preferably, the multi-capillary array is designed so that the temperature gradient of the filling medium through which the laser beam is transmitted becomes zero during electrophoresis. Here, the temperature gradient being zero means a state in which the laser beam can go straight because there is almost no temperature gradient, and a state in which the curvature of the laser beam hardly deteriorates the separation ability.
[0067]
As described above, in the electrophoresis device in which the packing medium is filled around the capillary, the resolution can be improved.
[0068]
Example 3
In Example 3, as a light transmission medium, Teflon AF 2400 (hereinafter referred to as “F polymer”), which is a fluorinated polymer having a refractive index of 1.29, or DuPont, which is a fluorinated polymer having a refractive index of 1.32. One feature is the use of Teflon AF 1600 (hereinafter referred to as “F ′ polymer”). “Teflon” is a registered trademark of DuPont. FIG. 8 shows a side view (8a) and a front view (8b) in the vicinity of the detection unit of the third embodiment. The configuration other than the light irradiation unit 8 is the same as that of the first embodiment.
[0069]
A medium having a structure having at least one repeating unit among the following chemical structures A, B, C and D can also be used. These are those in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and are excellent as a light transmission medium, similar to the F solution.
[0070]
[Chemical 1]
Figure 0003944044
[0071]
The light irradiation unit 8 of the capillary array 1 is formed on the array table 15. All 96 capillaries 16 on the array table are arranged on the array table 15 so as to be in contact with the array table 15 and in contact with adjacent capillaries. Has been. As a result, as in the second embodiment, the positional relationship between each capillary and the attachment reference plane is uniquely determined.
[0072]
The capillary 16 is covered with a polymer thin film in the same manner as in the first embodiment. However, in the light irradiation unit 60-2, the polymer film is removed and the quartz tube 18 is exposed. In the invention according to Example 3, the light irradiation part 60-2 where the quartz is exposed is covered with an F polymer which is a fluorinated polymer having a refractive index of 1.29. Alternatively, it may be covered with Teflon AF 1600 (registered trademark) (hereinafter referred to as “F ′ polymer”) manufactured by DuPont, which is a fluorinated polymer having a refractive index of 1.32.
[0073]
After the capillaries 16 were fixed to the array table 15, the F polymer 60 was filled between the capillaries. In the space between the two polymer blocks 61 and 62 located outside the capillaries at both ends, the F polymer 60 was filled so as to completely cover the passing region of the laser beams 24 and 25.
[0074]
Here, the chemical structural formula E of the F polymer is shown. Note that n is a natural number.
[Chemical 2]
Figure 0003944044
[0075]
The F polymer and the F ′ polymer have the following characteristics.
(1) High temperature stability
(2) Excellent chemical resistance
(3) Low surface energy
(4) Low water absorption
(5) Transparent and high light transmission rate (transparent high transmission)
(6) Very low refractive index
(7) High gas permeability
[0076]
FIG. 20 shows the transmission spectrum of the F polymer. It can be seen from the figure that the F polymer has high transparency in the range from ultraviolet to infrared. Accordingly, the F polymer 60 is suitable as a filling medium because it does not absorb the light of wavelengths 488.0 nm and 514.5 nm of the argon laser that is fluorescence, and does not emit fluorescence even when irradiated with this light.
[0077]
FIG. 22 shows the refractive indexes of the F polymer and the F ′ polymer. The refractive index of the F polymer with a sodium D-line at a temperature of 20 ° C. is 1.29, and the refractive index of the F ′ polymer with a sodium D-line at a temperature of 20 ° C. is 1.32. The refractive index was measured using an Abbe reflectometer using α-bromo-napthalene as the contact liquid. These refractive indexes are known as the lowest values among solid organic polymers, and the refractive index of AF2400 is close to the theoretical minimum limit value of the solid organic polymer refractive index proposed by Groh and Zimmerm. .
[0078]
Thus, by filling the gap between the capillaries with a fluorine-containing polymer having a refractive index of 1.25 to 1.32, preferably 1.29, the laser beams 24 and 25 are transmitted through the quartz tube 18 surface. Loss of light intensity due to refraction and reflection can be prevented, and a signal substantially the same as that of the first embodiment can be obtained.
[0079]
Example 4
FIG. 9a shows a side view of the vicinity of the laser irradiation part of the fourth embodiment.
In this example, as shown in FIG. 9 a, the surface shape of the filled F polymer 60 was molded so that the cross-sectional shape thereof was a concentric circle with the capillary 16. Other structures are the same as those of the third embodiment. Here, it is assumed that the F value of the fluorescent condensing lens 31 is 1.8. When the surface of the F polymer 60 is flat (FIG. 9b), since the signal light is refracted at the interface 65 between the air and the F polymer 60, only the signal light in the range of ± 12 ° is collected in the capillary cross section as shown. It does not reach the optical lens 31. On the other hand, when the surface shape of the F polymer 60 is concentric with the capillary 16, signal light in a range of ± 15.5 ° reaches the fluorescent condensing lens in the capillary cross section. Further, when the fluorescence generated from the test sample in the capillary passes through the interface between the quartz tube and the F polymer 60 and the interface between the F polymer 60 and the outside air (air), the fluorescence is perpendicular to the interface. Incident. Therefore, since fluorescence is not refracted, a problem due to aberration does not occur. In this way, by molding the surface shape of the filled F polymer 60 so that the cross-sectional shape thereof becomes a part of the concentric circle of the capillary, the intensity of the fluorescence detected by the measuring unit 34-3 (CCD 34) is increased. And the resolution is improved.
[0080]
In addition, the separation ability can be improved by forming the surface shape of the filled F polymer 60 to be a predetermined curved surface. For example, the curved surface is formed so that one section thereof is a predetermined curve (an ellipse, a hyperbola, a circle whose central axis is different from the central axis of the capillary). Thereby, the F polymer 60 can act as a lens, and more fluorescence generated from the test sample can be converged on the detection mechanism 34-2. The problem due to aberration can be avoided by forming the surface shape as an aspheric lens.
[0081]
As described above, it is possible to improve the resolution by forming the surface shape of the F polymer 60 in a predetermined curved surface, controlling the traveling direction of the fluorescence, and increasing the fluorescence intensity incident on the detection mechanism.
[0082]
Example 5
In FIG. 10, the side view of the detection part vicinity of Example 5 is shown. In the present embodiment, the liquid that fills the space between the capillaries through which the laser beam passes is not included in the cell structure of the capillary array, but includes the liquid provided on the capillary array electrophoresis apparatus main body side. Is held in. In this case, the capillaries are fixed by dipping the capillaries in the cell of the apparatus. Other matters not specifically described are the same as those in the first embodiment.
[0083]
Except for the fact that the capillary array does not have a cell structure, the basic structure of the detection unit formed on the array table 15 is the same as that of the first embodiment, and all 96 capillaries 16 are mounted on the array table 15. They are arranged on the array table 15 so as to be in contact with each other and in contact with adjacent capillaries, and are bonded and fixed to the array table 15 together with the pressing plate 17.
[0084]
The capillary array mounting portion of the electrophoresis apparatus transmits a fluorescence that transmits a cell that is a container portion that can be filled with the F solution, quartz windows 72 and 73 that are laser light transmission portions that can transmit laser light, and the cell. A quartz window 71 at the lower part of the cell, which is a fluorescent transmission part that can be used, and an attachment reference plane P′41 are provided.
[0085]
In the electrophoresis apparatus, a capillary array is attached downward. Relative alignment between the array table 15 and the electrophoresis apparatus can be performed by bringing the surface P40 of the array table 15 into contact with the mounting reference surface P'41 of the apparatus.
[0086]
The cell of the electrophoresis apparatus is filled with the F solution 19, and the laser beams 24 and 25 travel in the F solution 19 in the horizontal direction through the quartz windows 72 and 73 of the cell. Light emitted from the capillary is downward and is detected by the same detection mechanism as in the first embodiment through the quartz window 71 at the bottom of the cell.
[0087]
In order to prevent bubbles from entering the laser beam path, the array table is provided with a hole 70. The hole processing 70 is to form a hole penetrating the array table 15. Moreover, the same effect can be achieved by forming a groove in the array table 15 located above the light irradiation unit. Thereby, since the bubble near the light irradiation part of the capillary can move upward, the bubble does not remain on the laser light path.
[0088]
According to the present embodiment, the vicinity of the light irradiation part of the multicapillary array can be immersed in the F medium, so that almost the same measurement result as in Embodiment 1 can be obtained, and the separation performance of the electrophoresis apparatus can be improved. .
[0089]
Example 6
In the sixth embodiment, in an electrophoresis apparatus that irradiates laser light from both sides of a plurality of capillaries, a polarizing element that linearly polarizes the transmitted laser light and a polarization rotating element that rotates the polarization direction of the transmitted laser light are appropriately disposed. This avoids / reduces the problem that the laser light returns to the laser oscillator and makes the laser oscillation unstable.
[0090]
FIG. 11 shows an outline of the sixth embodiment. The configuration of the capillary array is the same as that of the first embodiment. Only the vicinity of the detection part of the capillary array and the laser beam introduction path are displayed, and the laser shutter, filter and the like are not displayed.
[0091]
The multi-capillary array electrophoresis apparatus according to the present embodiment irradiates a capillary array having the same configuration as that of the first embodiment and two laser beams penetrating a plurality of capillaries, and the traveling directions of the two laser beams are opposed to each other. And a light blocking mechanism for preventing the laser light that has passed through the capillary array from returning to the laser body.
[0092]
The light irradiation mechanism includes a laser main body 87 that is a light source that irradiates a laser beam 80 that is coherent light, a half mirror 81 that can divide one laser beam 80 into two laser beams 24 and 25, and a laser traveling direction. And a condensing lens 83, 84. There may be a mirror, half mirror, lens, etc. in the middle of the laser beam path.
[0093]
The light blocking mechanism includes half-wave plates (quartz λ / 2 plates, mica wave plates, etc.) 88 and 89 that are polarization rotation elements that can change the polarization direction of transmitted light, and a polarizing filter 90 that transmits only predetermined polarized light. .
[0094]
The laser beam 80 irradiated from the laser main body 87 is divided into two equal parts by the half mirror 81. These two laser beams irradiate the capillary array 82 from both side surfaces. Here, the reflected light from the half mirror 81 is laser light 24, and the transmitted light is laser light 25. The condenser lens for the laser beam 24 is referred to as a condenser lens 83, and the condenser lens for the laser beam 25 is referred to as a condenser lens 84. The capillary located at the end of the array and into which the laser beam 24 is introduced is hereinafter referred to as a first capillary 85, and the capillary into which the laser beam 25 is introduced is hereinafter referred to as a 96th capillary 86. The laser beams 24 and 25 are in a plane (hereinafter referred to as “array plane”) including the central axes of the 96 capillaries, and enter the capillaries perpendicularly. The laser beams 24 and 25 are coaxial, and the optical axis is adjusted so that the light that has passed through the capillary out of one of the laser beams passes through the other incident laser beam and returns to the laser body 87. Both the laser beams 24 and 25 are linearly polarized light, and the direction of polarization is perpendicular to the capillary axis. In the above configuration (when the polarizing element and the polarization rotating element are not installed), the reflected light from the capillary array or the transmitted light that has passed through the capillary array returns to the laser body, the laser oscillation becomes unstable, and the separation performance deteriorates. Problem occurs. Note that both the transmitted and reflected return light intensities were about 6% of the incident light intensity.
[0095]
In order to suppress this return light, a quartz λ / 2 plate and a mica wavelength plate 88 which are half-wave plates as polarization rotation elements on the capillary side of the laser condenser lens with respect to the laser beams 24 and 25 from both the upper and lower sides. , 89 etc. were installed. It is desirable to adjust the rotation angle around the optical axis of the polarization filter and the polarization rotation element as follows. The polarizing filter adjusts the angle so as to maximize the transmitted light intensity of the light from the laser. For the polarization rotation element, the rotation angle of this element is adjusted so that the polarization rotation angle is 45 °. By passing two optical elements that rotate the polarized light by 45 °, the polarization direction of the incident light is rotated by 90 °. The angle of the second polarizing filter is adjusted so that the transmitted light intensity of the light whose polarization direction is rotated by 90 ° is minimized. Note that the rotation angle of the polarization rotation element and the polarization direction of the polarization filter are not strictly limited to the above numerical values, and may be sufficient to solve the problem of the return light intensity.
[0096]
In this embodiment, a polarization rotation element is installed on the capillary array side with respect to the branch point, and a polarization filter is installed on the laser side with respect to the branch point. The polarization filter installed near the laser main body 87 is angle-adjusted so as to maximize the intensity of light from the laser. Since the polarization direction of the light transmitted through the capillary array and returning through the loop-shaped optical path is rotated by 90 °, the polarization filter has the minimum transmitted light intensity with respect to the return light.
[0097]
In addition, the installation of the polarizing filter and the polarization rotating element is not limited to this. For example, both the polarization filter and the polarization rotation element may be installed closer to the capillary side than the branch point. In this case, two optical elements are required. A polarizing filter may be installed on the laser side with respect to the branch point. In this case, one polarizing filter is required. Further, the arrangement of the condensing lens and the polarization rotating element may be exchanged, and the condensing lens may be arranged on the capillary side from the polarization rotating element. In this case, the laser passes through the polarization rotation element and the condenser lens in this order.
[0098]
As a result, the laser light emitted from the laser body 87 passes through the polarizing filter (adjusts the angle so that the transmitted light is maximized), branches into two at the half mirror, and passes through the polarization rotating element. Irradiate the capillary array from two directions. The polarization of the laser beam perpendicular to the capillary axis is rotated by 45 ° by the half-wave plate 88 and is incident on the capillary array at an angle of 45 ° with respect to the capillary axis. In the optical path, the polarization directions of the two upper and lower laser beams are perpendicular to each other at the point of the capillary array. The signal light intensity from the inside diameter of the capillary depends on the polarization direction of the incident laser light, but the upper and lower two laser lights are both 45 ° with respect to the capillary axis, so the signal light intensity distribution of the 96 capillaries is up and down. It becomes symmetric.
[0099]
The laser light that has passed through the capillary array passes through a polarization rotation element (rotates polarized light in the same direction as the first polarization rotation element). Since the polarization rotation elements arranged on both sides of the capillary array have the property of polarizing the laser beam in the same direction, the polarization direction of the laser beam incident from one end of the capillary array is rotated again by the polarization element after passing through the capillary. The relationship is almost perpendicular to the polarization direction of the other laser beam.
[0100]
Next, the light enters the polarizing filter via the half mirror. Here, the second polarizing filter is the same as the first polarizing filter, and the return light enters from the opposite side. However, the polarization of the return light is rotated by 90 °. In other words, the laser beam 24 is incident on the capillary array at an angle of 45 ° with respect to the capillary axis by rotating the polarization of the laser beam perpendicular to the capillary axis by 45 ° by the half-wave plate 88. Yes. The laser beam 24 passes through 96 capillaries, and then the 45 ° polarized light is further rotated by the half-wave plate 89. By passing through the two half-wave plates 88 and 89, the polarization direction of the laser light 24 is rotated by 90 °. Similarly, the polarization direction of the transmitted light of the laser light 25 is rotated by 90 °. Then, the transmitted light enters the polarizing filter.
[0101]
However, this polarizing filter is angle-adjusted so as to maximize the intensity of the laser beam from the laser body 87, and the polarization direction of the light transmitted through the capillary array and returning through the loop-shaped optical path is rotated by 90 °. Therefore, the polarizing filter has a minimum transmitted light intensity with respect to the return light.
[0102]
Therefore, since it cannot pass through this polarizing filter and does not reach the laser head, it is possible to suppress return light from returning to the laser. In the process of passing through the 96 capillaries, the linearly polarized light is disturbed, and the polarization component before passing through the capillaries is reduced by about 25%. However, the present invention was able to suppress the transmitted return light by 75%.
[0103]
In this embodiment, the problem that the light passing through the capillary array returns to the laser oscillator and makes the laser oscillation unstable can be solved, and a relatively stable laser oscillation can be obtained.
[0104]
Example 7
In Example 6, there was a problem that the return light reflected by the capillary could not be suppressed. In the seventh embodiment, in an electrophoresis apparatus that irradiates laser light from both sides of a plurality of capillaries, the laser incident angle on the capillary is not perpendicular to the capillary, so that the laser light reflected by the capillary returns to the laser oscillator and performs laser oscillation. It avoids and reduces the problem of instability.
[0105]
FIG. 12 shows a schematic diagram of the seventh embodiment. The present embodiment is basically the same as the sixth embodiment except for the optical axis configuration of the light irradiation unit. However, the light irradiation mechanism described above irradiates laser light at an angle shifted by 2 ° with respect to the capillary, and also provides a pinhole plate 97 as a light selection member. The light selection member includes an opening that can transmit laser light traveling from the light source to the capillary, and a barrier that can block return laser light traveling from the capillary to the light source.
[0106]
The laser beams 24 and 25 are in the array plane and are incident on the capillaries at an angle shifted by 2 ° from the vertical. The laser beams 24 and 25 are coaxial when irradiated on the capillary array, and the light that has passed through the capillary out of one laser beam passes coaxially with the other incident laser beam and returns to the laser body 87. So that the optical axis is adjusted. As a result, the reflected lights 95 and 96 from the capillaries and cells by the laser beams 24 and 25 propagate on an optical axis different from the incident laser optical axis as shown in FIG. Neither of them is coaxial.
[0107]
A pinhole plate 97 having a pinhole with a diameter of 1.4 mm, which is a light selection means that transmits the laser light before entering the capillary but does not transmit the laser light reflected by the capillary, is mounted near the laser beam exit of the laser body 87. . Laser light from the laser main body 87 passes through the pinhole, but reflected light cannot pass through the pinhole, so that the reflected light 95 and 96 can be prevented from returning to the laser main body 87. Therefore, the problem that the reflected light from the capillary array or cell returns to the laser oscillator and makes the laser oscillation unstable can be solved.
[0108]
By combining the present embodiment with the sixth embodiment, the transmitted return light can be suppressed by the method of the sixth embodiment, and the reflected return light can be suppressed by the method of the present embodiment, so that stable laser oscillation can be achieved. Obtainable.
[0109]
Example 8
In the invention according to the eighth embodiment, the shape of the filling medium around the capillary is formed into a predetermined curved surface, so that the fluorescence generated from the capillary is prevented from diverging when passing through the filling medium boundary surface.
[0110]
FIG. 16 is a top view of the vicinity of the laser irradiation unit of the eighth embodiment. Other structures are the same as those of the third embodiment. As shown in FIG. 16a, the surface shape of the F polymer 60 which is a filled light transmission medium is molded so as to have a convex shape when viewed from the laser irradiation portion 100 in the capillary.
[0111]
Here, it is assumed that the F value of the fluorescent condensing lens 31 is 1.8. When the surface of the F polymer 60 is flat (FIG. 16b), since the signal light is refracted at the interface 65 between the air and the F polymer 60, only the signal light in the range of about ± 11 ° is fluorescent in the capillary cross section as shown. It does not reach the condenser lens 31.
[0112]
On the other hand, when the surface shape of the F polymer 60 is a convex shape as shown in FIG. 16A, signal light in a range of about ± 11 to 15 ° in the capillary cross section depends on the radius of curvature of the surface shape. Reach the lens. Thus, by making the surface shape of the filled F polymer 60 into a curved surface such as a convex shape, the intensity of irradiation light from the capillary 16 detected by the detection mechanism can be increased. In order to effectively increase the irradiation light intensity, it is desirable that the center of the arc of the surface convex shape of the F polymer 60 coincides with the laser optical axis. This is because the fluorescence emitted from the test sample travels in a direction perpendicular to the convex surface of the F polymer 60, so that the traveling direction does not change when passing through the convex surface (boundary surface). Thereby, the problem of aberration can also be avoided.
[0113]
In addition, the separation ability can be improved by forming the surface shape of the filled F polymer 60 to be a predetermined curved surface. For example, the curved surface is formed so that one cross section becomes a predetermined curve (an ellipse, a hyperbola, and a circle whose center is different from the laser optical axis). In this way, more fluorescence is converged by the CCD camera as the detection unit, so that the fluorescence intensity detected by the CCD increases. That is, by forming the surface shape of the F polymer 60 around the capillary into a predetermined curved surface, the F polymer 60 acts as a lens, and the traveling direction of fluorescence can be adjusted. The problem due to the aberration can be avoided by forming the lens related to the surface shape of the F polymer 60 so as to have a plurality of focal points.
[0114]
The surface of the F polymer is not limited to the surface in contact with air, but refers to a contact surface with a medium having a refractive index different from that of the F polymer. Further, another medium having a different refractive index may exist between the F polymer and the capillary.
This embodiment can be carried out simultaneously with the fourth embodiment.
[0115]
Example 9
In the ninth embodiment, the outer mold of the container covering the filling medium around the capillary is formed in a predetermined curved surface, so that the fluorescence generated from the capillary is prevented from diverging when passing through the container surface.
[0116]
In FIG. 17, the top view of the light irradiation part vicinity of Example 9 is shown. Other structures are the same as those in the first embodiment. As shown in FIG. 17a, the surface shape of the cell lid 20 is made to be a convex shape when viewed from the laser irradiation portion 100 in the capillary.
[0117]
Here, it is assumed that the F value of the fluorescent condensing lens 31 is 1.8. When the surface shape of the cell lid 20 is flat (FIG. 17b), the signal light is refracted at the interface between the air and the cell lid 20, so that only the signal light in the range of about ± 11 ° is fluorescent in the capillary cross section as shown. It does not reach the condenser lens 31.
[0118]
On the other hand, when the surface shape of the cell lid 20 is a convex shape as shown in FIG. 17A, depending on the radius of curvature of the surface shape, signal light in the range of about ± 11 to 15 ° in the capillary cross section is collected by fluorescence. Reach the lens. As described above, the intensity of irradiation light from the capillary 16 detected by making the surface shape of the cell lid 20 convex can be increased. In order to effectively increase the irradiation light intensity, it is desirable that the center of the convex arc on the surface of the cell lid coincides with the laser optical axis.
[0119]
Further, by making the surface shape of the cell lid a curved surface having a larger curvature, the fluorescence can be converged by the CCD camera in the detection mechanism, and the irradiation light intensity can be increased. That is, by forming the shape of the container such as the cell lid covering the filling medium around the capillary into a predetermined curved surface, the container such as the cell lid acts as a lens, and the traveling direction of the fluorescence can be adjusted.
[0120]
The surface of the cell lid is not limited to the surface in contact with air, but refers to a contact surface with a medium having a refractive index different from that of the container such as the cell lid. Further, another medium having a different refractive index may exist between the cell lid and the filling medium forming the boundary surface.
[0121]
Example 10
The invention according to Example 10 provides the function of the convex shape of the surface of the cell lid in Example 9 by attaching a cylindrical lens, one of which is a flat member and the other of which is a curved member, to a multicapillary array having a flat surface shape. The cylindrical lens 202 mounted on the apparatus bears the responsibility.
[0122]
FIG. 18 is a top view of the vicinity of the laser irradiation unit of the tenth embodiment. In the present embodiment, the cell lid of the multicapillary array according to the first embodiment is covered with a cylindrical lens 202 attached to the main body of the electrophoresis apparatus. Other structures are the same as those in the first embodiment.
[0123]
Since the cylindrical lens 202 mounted on the apparatus can perform the function of the convex shape of the surface of the cell lid in the ninth embodiment, the cell lid of the capillary array, which is a consumable item, may be a flat glass plate. In addition, since the cylindrical lens 202 is attached to the apparatus, the center of the convex surface of the cylindrical lens 202 and the laser optical axis coincide with each other, and there is an advantage that the irradiation light intensity does not depend on the mounting accuracy of the capillary array.
[0124]
Example 11
FIG. 19 shows a front view (19a) in the vicinity of the laser irradiation portion of Example 11 and an AA ′ cross section (19b) in the front view. In this embodiment, a background light shielding member having a detection window that transmits fluorescence generated from a sample in one capillary is disposed above a capillary arranged in parallel on a quartz array table 15. Has been. Other structures are the same as those in the first embodiment.
[0125]
All 96 capillaries 16 are arranged on the array table 15 so as to be in contact with the array table 15, and are bonded and fixed to the array table 15 together with the silicon plate 101. The silicon plate 101 is formed with a detection window 103 partitioned by a fence 102 and a V groove 104 used for positioning the capillaries 16 by silicon anisotropic etching technique. Since the capillaries 16 are fitted into the V-shaped grooves 104, the capillaries 16 can be arranged with high accuracy at a predetermined interval, and the detection windows 103 partitioned by the fence 102 and the capillaries 16 can be easily aligned. it can.
[0126]
A silicon plate positioning guide 105 is formed on the array table 15, which corresponds to the detection allowable range of the measurement unit. In other words, if all the capillaries 16 are inside the silicon plate positioning guide 105, all the capillaries 16 fall within the detection allowable range of the detection mechanism. By forming the silicon plate positioning guide 105 on the array table 15, the capillary 16 can be easily positioned with respect to the array table 15.
[0127]
The capillary 16 has a structure in which a quartz tube 18 having an inner diameter of 50 μm and an outer diameter of 126 μm is covered with a polymer film having a thickness of 12 μm, and the total outer diameter is 150 μm. The capillary is filled with an aqueous polymer solution (refractive index 1.41) which is a DNA separation medium. In the light irradiation part, the polymer film is removed and the quartz tube 18 is exposed. When laser light is irradiated, part of the irregularly reflected light of the laser light hits the polymer film of the capillary 16 to emit fluorescence, or part of the fluorescence emitted from the DNA sample is irregularly reflected. When the irregular reflection light of the fluorescence from the polymer film or the fluorescence from the DNA sample is received by the detection mechanism, the SN ratio is lowered due to the increase of the background light and the separation performance is lowered. However, since the background light is blocked by the fence 102, it is possible to prevent the background light from increasing. Further, an antireflection film 106 is formed on the array table 15 in order to prevent reflected light from the array table 15 from passing through the detection window 103 and being received by the detection mechanism. Thereby, since background light can be reduced further, it becomes possible to further improve the resolution.
[0128]
The capillary around the light irradiation unit is filled with the F solution 19. The F solution 19 is completely sealed with a quartz cell lid 20, the array table 15, and an adhesive for fixing them.
[0129]
In order to prevent the sealing structure of the cell from being destroyed by the volume expansion of the F solution 19 due to temperature change, the sealing structure has a high compression ratio of 30 times the foaming ratio (about 29/30 of the volume is a bubble). Possible foam 107 was incorporated. The body expansion coefficient of F solution 19 is 0.0012 mm.Three/ MmThreeSince it is ° C., if the difference between the storage temperature of the capillary array (room temperature 25 ° C.) and the use temperature (60 ° C.) is 35 ° C., the temperature rise from the storage temperature of the F solution 19 to the use temperature (35 ° C.) Volume increase due to about 0.04mmThree/ MmThree(About 4%). The size of the foam 107 was set to about 10% of the cell volume.
[0130]
The foam 107 is disposed in a groove provided in the array table 15 so as to be sandwiched between the array table 15 and the capillary 16. In addition, the foam 107 is disposed within a detection range of the detection mechanism but is hidden by the silicon plate 101 from the detection mechanism. Thereby, increase of the background light by the fluorescence of the foam 107 can be prevented. In addition, the foam 107 can be disposed as a lid for closing the hole 109 for injecting the F solution into the cell sealing structure. This eliminates the need for special processing only for the foam 107 on the array table 15.
[0131]
In order to prevent bubbles from entering the laser beam path, it is desirable that bubbles do not exist inside the cell, but it is not easy to completely remove the bubbles from inside the cell. Therefore, even if bubbles are mixed inside the cell filled with the F solution 19, a quartz bubble exclusion block 23 is formed in the cell in order to prevent the bubbles from entering the laser beam path.
[0132]
It is necessary to keep the angle between the incident laser beam and the laser incident surface of the cell constant. A guide 108 which is a groove for positioning the cell lid is formed on the array table 15, so that the cell can be positioned with respect to the array table 15 easily and reliably.
[0133]
As described above, a capillary array with a high S / N ratio with reduced background light could be realized.
[0134]
【The invention's effect】
According to the present invention, samples in a plurality of capillaries can be analyzed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view (1a) and a front view (1b) in the vicinity of a light irradiation part in a capillary array of Example 1. FIG.
FIG. 2 is a schematic view of a capillary array electrophoresis apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic diagram of a detection system for light emission from a capillary array.
FIG. 4 shows an image formed on the CCD obtained in Example 1 and emission intensity distributions from 93 capillaries.
5 is a result of electrophoresis obtained in Example 1. FIG.
6 is a front view (6a) of a capillary array mounting portion of Example 2 and an AA ′ cross section (6b) in the front view. FIG.
FIG. 7 is a calculation result of a temperature gradient on a straight line VW in the F solution.
FIGS. 8A and 8B are a side view (8a) and a front view (8b) in the vicinity of a detection unit according to the third embodiment. FIGS.
9 is a side view (9a) in the vicinity of the laser irradiation part of Example 4 and a side view (9b) in the vicinity of the laser irradiation part of Example 3. FIG.
10 is a side view of the vicinity of a detection unit according to Embodiment 5. FIG.
11 is a schematic diagram of Example 6. FIG.
12 is a schematic diagram of Example 7. FIG.
FIG. 13 is a simulation result of the refractive index and emission intensity ratio of the filling medium.
FIG. 14 shows an image formed on the CCD obtained in Example 1 and emission intensity distributions from 96 capillaries.
FIG. 15 is an electrophoresis result of one of 96 capillaries.
16 is a schematic diagram of Example 8. FIG.
17 is a schematic diagram of Example 9. FIG.
18 is a schematic diagram of Example 10. FIG.
FIG. 19 is a front view (FIG. 1a) near the laser irradiation portion of Example 11 and an AA ′ cross section (FIG. 1b) in the front view.
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the transmission wavelength and transparency of an F polymer.
FIG. 21 is a table showing chemical characteristics of F solution.
FIG. 22 is a table showing the refractive index of F polymer.
23 is a front view (23a) of a modified example of the capillary array mounting portion of Embodiment 2 and an AA ′ cross section (23b) in the front view. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,82 ... Capillary array, 2 ... Negative electrode, 3 ... Buffer solution on the negative electrode side, 4 ... Gel block, 5 ... Connection part to gel block, 6 ... Valve, 7 ... Ground electrode, 8 ... Light irradiation part, 9, 24, 25, 80 ... laser light, 10 ... syringe, 11 ... oven, 11-1 ... light source, 11-2 ... high voltage power source, 11-3 ... sample introduction part, 11-4 ... first buffer container, 11 -5 ... fluid medium injection mechanism, 11-6 ... detection unit, 11-7 ... second buffer container, 11-8 ... measurement unit, 12 ... buffer on the ground electrode side, 15 ... array base, 16 ... capillary, 17 ... Capillary pressure plate, 18 ... quartz tube, 19 ... 3M fluorine-containing solution Fluorinert FC43 filling the periphery of the capillary, 20 ... cell lid, 20-2 ... bubble containing space, 21 ... adhesive, 22 ... bubble, 23 ... bubble Is the laser beam path From the quartz bubble exclusion block, 31 ... fluorescent condensing lens, 32 ... grating, 33 ... focus lens, 34 ... CCD, 34-2 ... detection mechanism, 35 ... fluorescence, 36 ... from capillary , The light beam converted into parallel light by the fluorescent condensing lens, 40... Reference plane P on the array table 15, 40-2... The reference plane on which the capillary array is arranged, 41. Bar, 45, 51-10... Spring, 46... Reference plane Q perpendicular to plane P and parallel to X axis in array base, 47, 48... Mounting reference line QQ ', 47-2, 48-2. Mounting reference line Q ″ Q ′ ″, 49... Capillary closest to the surface Q, 50... R of the quartz surface of the cell lid through which the laser beam passes, 51. S, 51-6 ... firefly Transmission part, 51-7 ... Laser light transmission part, 51-8 ... Pressing part A, 51-9 ... Pressing part B, 51-11 ... Attachment part cover, 52 ... Surface through which laser light passes among quartz surfaces of cells T, 53... U of the quartz surface of the cell through which the laser beam passes, 54. One point of the array base in contact with the F solution, 55. One point of the cell lid in contact with the F solution, 60. Fluorinated polymer covering the irradiation part, 60-2 ... light irradiation part, 61, 62 ... Polymer block located outside the capillaries at both ends and capping the fluorinated polymer, 65 ... Interface of air and F polymer 60, 70 ... bubbles Is drilled in the array base to prevent intrusion into the laser beam path, 71... Fluorescence detection quartz window under the cell, 72 and 73... Laser window quartz window, 81. Half mirror, 83 and 84. Laser focusing Lens, 85, 86 ... End capillary where laser is incident, 87 ... Laser body, 88, 89 ... Half wave plate, 90 ... Polarizing filter, 91 ... Mirror, 95, 96 ... Reflected light from capillary or cell by laser beam, 97 ... Pinhole plate, 101 ... Silicon plate, 102 ... Fence, 103 ... Detection window, 104 ... V groove, 105 ... Silicon plate positioning guide, 106 ... Antireflection film, 107 ... Foam, 108 ... Cell lid positioning Guide 109, F solution injection hole, 202 ... Cylindrical lens.

Claims (22)

試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、複数の該光照射部を整列配置したマルチキャピラリアレイと、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、
前記試料が発する光を検出する検出機構と
を有する電気泳動装置であって、
前記光照射部の周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有するフッ素含有化合物により取り囲まれている電気泳動装置。A separation medium for separating a sample is filled, and includes a plurality of capillaries each having an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion to which irradiation light is irradiated, and the light irradiation portions are arranged in an array Multi-capillary array
A voltage application mechanism for applying a voltage to the energization path including the introduction part and the light irradiation part;
A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
An electrophoresis apparatus having a detection mechanism for detecting light emitted from the sample,
An electrophoretic device in which a periphery of the light irradiation unit is surrounded by a fluorine-containing compound having a refractive index larger than that of air and smaller than that of water. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、複数の該光照射部を整列配置したマルチキャピラリアレイと、A separation medium for separating a sample is filled, and includes a plurality of capillaries each having an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion to which irradiation light is irradiated, and the light irradiation portions are arranged in an array Multi-capillary array
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、A voltage application mechanism for applying a voltage to the energization path including the introduction part and the light irradiation part;
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
前記試料が発する光を検出する検出機構とA detection mechanism for detecting light emitted by the sample;
を有する電気泳動装置であって、An electrophoresis apparatus comprising:
前記光照射部の周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有する物質により取り囲まれ、前記物質が、常温，常圧で液体の含フッ素化合物であることを特徴とする電気泳動装置。The periphery of the light irradiation part is surrounded by a substance having a refractive index larger than that of air and smaller than that of water, and the substance is a liquid fluorine-containing compound at normal temperature and pressure. Electrophoresis device. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、複数の該光照射部を整列配置したマルチキャピラリアレイと、A separation medium for separating a sample is filled, and includes a plurality of capillaries each having an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion to which irradiation light is irradiated, and the light irradiation portions are arranged in an array Multi-capillary array
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、A voltage application mechanism for applying a voltage to the energization path including the introduction part and the light irradiation part;
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
前記試料が発する光を検出する検出機構とA detection mechanism for detecting light emitted by the sample;
を有する電気泳動装置であって、An electrophoresis apparatus comprising:
前記光照射部の周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有する含フッ素ポリマにより取り囲まれている電気泳動装置。An electrophoretic device in which a periphery of the light irradiation unit is surrounded by a fluorine-containing polymer having a refractive index larger than that of air and smaller than that of water. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、複数の該光照射部を整列配置したマルチキャピラリアレイと、A separation medium for separating a sample is filled, and includes a plurality of capillaries each having an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion to which irradiation light is irradiated, and the light irradiation portions are arranged in an array Multi-capillary array
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、A voltage application mechanism for applying a voltage to the energization path including the introduction part and the light irradiation part;
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
前記試料が発する光を検出する検出機構とA detection mechanism for detecting light emitted by the sample;
を有する電気泳動装置であって、An electrophoresis apparatus comprising:
前記光照射部の周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有する物質により取り囲まれ、前記物質が、屈折率１．２９−１．３２の含フッ素化合物であることを特徴とする電気泳動装置。The periphery of the light irradiation part is surrounded by a substance having a refractive index larger than that of air and smaller than that of water, and the substance is a fluorine-containing compound having a refractive index of 1.29 to 1.32. An electrophoresis apparatus characterized by the above. 請求項１〜４のいずれか１項記載の電気泳動装置において、
前記キャピラリが２４本以上であることを特徴とする電気泳動装置。The electrophoresis apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
The electrophoresis apparatus characterized in that the capillary is 24 or more. 請求項１〜４のいずれか１項記載の電気泳動装置において、
前記測定機構と前記キャピラリとの間に、前記試料から発する前記光を通す検出窓を有する背景光遮蔽部材を備えたことを特徴とする電気泳動装置。The electrophoresis apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
An electrophoretic apparatus comprising a background light shielding member having a detection window through which the light emitted from the sample passes, between the measurement mechanism and the capillary. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、整列配置された該光照射部を連続して貫く照射光が照射されるマルチキャピラリアレイであって、
前記光照射部のキャピラリの周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有するフッ素含有化合物により取り囲まれているマルチキャピラリアレイ。A plurality of capillaries, each having a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample, and have an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion that is irradiated with irradiation light, are arranged. A multi-capillary array that is continuously irradiated with irradiation light,
A multi-capillary array in which the periphery of the capillary of the light irradiation unit is surrounded by a fluorine-containing compound having a refractive index larger than that of air and smaller than that of water. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、整列配置された該光照射部を連続して貫く照射光が照射されるマルチキャピラリアレイであって、A plurality of capillaries, each having a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample, and have an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion that is irradiated with irradiation light, are arranged. A multi-capillary array that is continuously irradiated with irradiation light,
前記光照射部のキャピラリの周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有する物質により取り囲まれ、前記物質が、常温，常圧で液体の含フッ素化合物であることを特徴とするマルチキャピラリアレイ。The periphery of the capillary of the light irradiation unit is surrounded by a substance having a refractive index larger than that of air and smaller than that of water, and the substance is a fluorine-containing compound that is liquid at normal temperature and normal pressure. A feature of multi-capillary array. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、整列配置された該光照射部を連続して貫く照射光が照射されるマルチキャピラリアレイであって、A plurality of capillaries, each having a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample, and have an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion that is irradiated with irradiation light, are arranged. A multi-capillary array that is continuously irradiated with irradiation light,
前記光照射部のキャピラリの周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有する含フッ素ポリマにより取り囲まれているマルチキャピラリアレイ。A multi-capillary array in which the periphery of the capillary of the light irradiation unit is surrounded by a fluorine-containing polymer having a refractive index larger than that of air and smaller than that of water. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを備え、整列配置された該光照射部を連続して貫く照射光が照射されるマルチキャピラリアレイであって、A plurality of capillaries, each having a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample, and have an introduction portion for introducing the sample and a light irradiation portion that is irradiated with irradiation light, are arranged. A multi-capillary array that is continuously irradiated with irradiation light,
前記光照射部のキャピラリの周囲が、空気の屈折率より大きく、水の屈折率より小さい屈折率を有する物質により取り囲まれ、前記物質が、屈折率１．２９−１．３２の含フッ素化合物であることを特徴とするマルチキャピラリアレイ。The periphery of the capillary of the light irradiation part is surrounded by a substance having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of water, and the substance is a fluorine-containing compound having a refractive index of 1.29-1.32. A multi-capillary array characterized by being. 請求項７〜１０のいずれか１項記載のマルチキャピラリアレイにおいて、
前記キャピラリが２４本以上であることを特徴とするマルチキャピラリアレイ。The multi-capillary array according to any one of claims 7 to 10 ,
A multicapillary array, wherein the number of capillaries is 24 or more. 試料を分離するための分離媒体が充填され、試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有するキャピラリを複数備え、
複数の前記光照射部を並列配置する第１平板部と、第２平板部とを含み、前記第１平板部と前記第２平板部に挟まれた空間に存在する前記光照射部の周囲に、空気よりも大きく、水の屈折率よりも大きくない屈折率を持つ液体を保持する容器と、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
複数の前記照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、
前記試料の発する前記光を検出する検出機構とを有する電気泳動装置であって、
前記第１平面板の温度が、前記第２平面板の温度より大きい電気泳動装置。A plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample and have an introduction part for introducing the sample and a light irradiation part that is irradiated with irradiation light;
A plurality of the light irradiating units are arranged in parallel, and includes a first flat plate portion and a second flat plate portion, around the light irradiating portion existing in a space sandwiched between the first flat plate portion and the second flat plate portion. A container holding a liquid having a refractive index greater than air and not greater than the refractive index of water;
A voltage application mechanism for applying a voltage to the energization path including the introduction part and the light irradiation part;
A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating a plurality of the irradiation units;
An electrophoresis apparatus having a detection mechanism for detecting the light emitted by the sample,
The electrophoresis apparatus wherein the temperature of the first flat plate is higher than the temperature of the second flat plate. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有するキャピラリを複数備えたマルチキャピラリアレイと、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、
前記試料が発する光を検出する検出機構と
前記光照射部の周囲に、空気よりも大きく、水の屈折率よりも大きくない屈折率を持つ液体を保持する密封容器と
を有する電気泳動装置であって、
前記密封容器の内部に前記液体と気体が保持され、
電気泳動時に該気体を収容する気泡収容空間が、電気泳動時に前記照射光の通過しない位置に存在する電気泳動装置。A multi-capillary array that includes a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample and that have an introduction unit for introducing the sample and a light irradiation unit that is irradiated with irradiation light;
A voltage application mechanism for applying a voltage to an energization path including the introduction part and the light irradiation part;
A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
An electrophoretic apparatus comprising: a detection mechanism that detects light emitted from the sample; and a sealed container that holds a liquid having a refractive index that is larger than air and not greater than the refractive index of water around the light irradiation unit. And
The liquid and gas are held inside the sealed container,
An electrophoretic device in which a bubble accommodating space for accommodating the gas during electrophoresis is present at a position where the irradiation light does not pass during electrophoresis. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有するキャピラリを複数備えたマルチキャピラリアレイと、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、
前記試料が発する光を検出する検出機構と
前記光照射部の周囲に、空気よりも大きく、水の屈折率よりも大きくない屈折率を持つ液体を保持する密封容器と
を有する電気泳動装置であって、
前記密封容器の内部に体積の収縮する発泡体が存在する電気泳動装置。A multi-capillary array that includes a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample and that have an introduction unit for introducing the sample and a light irradiation unit that is irradiated with irradiation light;
A voltage application mechanism for applying a voltage to an energization path including the introduction part and the light irradiation part;
A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
An electrophoretic apparatus comprising: a detection mechanism that detects light emitted from the sample; and a sealed container that holds a liquid having a refractive index that is larger than air and not greater than the refractive index of water around the light irradiation unit. And
An electrophoresis apparatus in which a foam having a contracted volume exists inside the sealed container. 請求項１４記載の電気泳動装置において、
前記発泡体が、前記密封容器の内部に前記液体を注入する液体注入口に存在する電気泳動装置。The electrophoresis apparatus according to claim 14 , wherein
The electrophoresis apparatus, wherein the foam is present in a liquid injection port for injecting the liquid into the sealed container. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有するキャピラリを複数備えたマルチキャピラリアレイと、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、
前記試料が発する光を検出する検出機構と
を有する電気泳動装置であって、
前記光照射部に挟まれ、且つ前記照射光の通過する空間に、前記キャピラリの屈折率と異なる屈折率であり、空気よりも大きく、水の屈折率よりも大きくない屈折率を持つ光伝達媒体が存在し、
前記光伝達媒体の表面における、前記検出機構により検出される前記光の貫通する箇所の表面形状が曲面である電気泳動装置。A multi-capillary array that includes a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample and that have an introduction unit for introducing the sample and a light irradiation unit that is irradiated with irradiation light;
A voltage application mechanism for applying a voltage to an energization path including the introduction part and the light irradiation part;
A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
An electrophoresis apparatus having a detection mechanism for detecting light emitted from the sample,
A light transmission medium sandwiched between the light irradiation parts and having a refractive index different from the refractive index of the capillary in the space through which the irradiation light passes, and having a refractive index larger than air and not larger than water. Exists,
An electrophoretic device, wherein a surface shape of a portion of the light transmission medium through which the light detected by the detection mechanism passes is a curved surface. 請求項１６記載の電気泳動装置において、
前記曲面の断面形状が、前記キャピラリと前記照射光の交点を中心とした円であることを特徴とする電気泳動層装置。The electrophoresis apparatus according to claim 16 , wherein
The electrophoretic layer device according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the curved surface is a circle centering on an intersection of the capillary and the irradiation light. 請求項１６記載の電気泳動装置において、
前記曲面の断面形状が、円，楕円、又は双曲線であることを特徴とする電気泳動装置。The electrophoresis apparatus according to claim 16 , wherein
An electrophoretic device, wherein a cross-sectional shape of the curved surface is a circle, an ellipse, or a hyperbola. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有するキャピラリを複数備えたマルチキャピラリアレイと、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、
前記試料が発する蛍光を検出する検出機構と、
前記光照射部の周囲に、空気よりも大きく、水の屈折率よりも大きくない屈折率を持つ液体を保持する容器と
を有する電気泳動装置であって、
前記容器の表面における、前記検出機構により検出される前記光の通過する箇所の表面形状が曲面である電気泳動装置。A multi-capillary array that includes a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample and that have an introduction unit for introducing the sample and a light irradiation unit that is irradiated with irradiation light;
A voltage application mechanism for applying a voltage to an energization path including the introduction part and the light irradiation part;
A light irradiation mechanism for irradiating irradiation light continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
A detection mechanism for detecting fluorescence emitted by the sample;
An electrophoretic device having a container that holds a liquid having a refractive index that is larger than air and not larger than the refractive index of water around the light irradiation unit,
An electrophoretic device, wherein a surface shape of a portion through which the light detected by the detection mechanism passes on a surface of the container is a curved surface. 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有するキャピラリを複数備えたマルチキャピラリアレイと、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を、２つ以上照射する光照射機構と、
前記試料が発する光を検出する検出機構とを有し、
複数の前記光照射部に挟まれ、且つ前記照射光が通過する空間に、前記キャピラリと屈折率が異なり、空気よりも大きく、水の屈折率よりも大きくない屈折率を持つ液体又は固体が存在する電気泳動装置であって、
前記光照射部に入射する前の前記照射光を通し、前記光照射部に入射した後の照射光を遮断する偏光板と、
前記照射光の偏光方向を変更する回転板とを備えた電気泳動装置。A multi-capillary array that includes a plurality of capillaries that are filled with a separation medium for separating a sample and that have an introduction unit for introducing the sample and a light irradiation unit that is irradiated with irradiation light;
A voltage application mechanism for applying a voltage to an energization path including the introduction part and the light irradiation part;
A light irradiation mechanism for irradiating two or more irradiation lights continuously penetrating the plurality of light irradiation units arranged in parallel;
A detection mechanism for detecting light emitted by the sample,
A liquid or solid having a refractive index different from that of the capillary and having a refractive index not larger than the refractive index of water is present in a space sandwiched between the plurality of light irradiation portions and through which the irradiation light passes. An electrophoresis apparatus for
A polarizing plate that passes the irradiation light before entering the light irradiation unit and blocks the irradiation light after entering the light irradiation unit;
An electrophoresis apparatus comprising: a rotating plate that changes a polarization direction of the irradiation light. 請求項２０記載の電気泳動装置において、
前記光照射部に入射する直前の前記照射光の偏光方向が、並列配置された複数の前記光照射部を含む平面に対して略４５°傾いている電気泳動装置。The electrophoresis apparatus according to claim 20 , wherein
An electrophoresis apparatus in which a polarization direction of the irradiation light immediately before entering the light irradiation unit is inclined by approximately 45 ° with respect to a plane including the plurality of light irradiation units arranged in parallel. 請求項２０記載の電気泳動装置において、
前記照射光が、前記光照射部における前記キャピラリの長軸方向に対して直角以外の角度で入射し、
前記光照射部に入射する前の前記照射光を通す開口部と、前記光照射部により反射した前記照射光を遮断する障壁部とを有する光選択部材を備えた電気泳動装置。The electrophoresis apparatus according to claim 20 , wherein
The irradiation light is incident at an angle other than a right angle with respect to the major axis direction of the capillary in the light irradiation unit,
An electrophoretic device comprising: a light selection member having an opening for passing the irradiation light before entering the light irradiation unit; and a barrier unit for blocking the irradiation light reflected by the light irradiation unit.
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JP4690251B2 (en) * 2006-05-31 2011-06-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ Electrophoresis device
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JP4951578B2 (en) * 2008-04-14 2012-06-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ Electrophoresis device
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JP6113549B2 (en) * 2013-03-28 2017-04-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ Electrophoresis device
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