JP3967817B2 - Capillary cassette preparation method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数本のキャピラリーカラムが配列され、それぞれのキャピラリーカラムに試料が注入されて、全てのキャピラリーカラムで同時に電気泳動されるマルチキャピラリーアレイ泳動部、及びマルチキャピラリーアレイ泳動部でキャピラリーに光を照射し、その照射された部分の試料による吸光度や試料からの蛍光を測定する光学的測定部を備えたマルチキャピラリー電気泳動装置において、そのマルチキャピラリーアレイ泳動部を構成するキャピラリーカセットを作成する方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気泳動装置は核酸、タンパク質、ぺプチド、糖などを分離分析するために使用されており、特に、DNAの塩基配列の解析には重要な役割を果たしている。
人ゲノムのような長大な塩基配列をもつDNAの塩基配列決定には、高感度で、高速で、かつ大処理能力をもったDNAシーケンサが必要となる。その1つの方法として、平板状のスラブゲルを用いたものに代わってゲルを充填したキャピラリーカラムを複数本配列したマルチキャピラリーDNAシーケンサが提案されている。キャピラリーカラムは、スラブゲルに比べて、試料の取扱いや注入が容易であるだけでなく、高速に泳動させて高感度で検出できる。つまり、スラブゲルで高電圧を印加すれば、ジュール熱の影響によりバンドが広がったり、温度勾配が生じるなどの問題が生じるが、キャピラリーカラムではそのような問題は少なく、高電圧を印加して高速泳動をさせても、バンドの広がりが少なく高感度検出ができるのである。
【0003】
複数本のキャピラリーカラムを電気泳動装置に装着する場合、キャピラリーカラムの装置への着脱が容易であることが望ましいので、インジェクション側とディテクション側の2ヵ所でカセットホルダ(キャピラリーカラム固定手段)に固定され、カセット化されていることが望ましい。
複数本のキャピラリーカラムは、インジェクション側では二次元的に、ディテクション側では平面上に一列に配列されて、それぞれ形状の異なるカセットホルダに固定されるようになることが考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
キャピラリーカラムは細いので、手作業が難しい上に折れやすい。キャピラリーカラムをカセットホルダに固定するとき、これを複数本束ねるのは熟練が必要な困難な作業であり、しかも時間を要する。
本発明は、キャピラリカセットの作成を簡単かつ迅速にすることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャピラリーカセット作成方法は、ゴム板にてなる支持体を持つキャピラリーカラム固定手段の所定の固定位置の支持体をその垂直方向からキャピラリーカラムより大きい内径を持つニードルによって貫通し、キャピラリーカラムをニードル内に誘導して支持体を貫通させた後、そのニードルのみ引き抜くことによってキャピラリーカラムを支持体により挟持して固定し、この動作を支持体上の固定位置を変えながら繰り返すことによって順次複数本のキャピラリーカラムを二次元的に配列して固定する方法である。
ニードル内を誘導されて、インジェクション側カセット(キャピラリーカラム固定手段)のゴム板の支持体を貫通したキャピラリーカラムは、ニードルのみが支持体から引き抜かれた後、ゴムの弾性力により挟持されて固定される。
【0006】
本発明のキャピラリーカセット作成装置は、ゴム板にてなる支持体を持つキャピラリーカラム固定手段を保持し、支持体の面内方向で移動させて固定する配列位置決定手段と、キャピラリーカラム固定手段に備えられた支持体をその面の垂直方向から貫通してキャピラリーカラムを固定位置に導くニードルと、キャピラリーカラムを掴み、そのニードルに挿入するキャピラリーカラムホルダと、そのキャピラリーカラムホルダに掴まれたキャピラリーカラムの先端をニードル内に導くガイドと、ニードル、ガイド及びキャピラリーカラムホルダを支持体の面に垂直な直線方向に移動させるスライド案内手段と、キャピラリーカラムを所定の長さで切断する切断手段と、キャピラリーカラムを挿入方向に順次送り出すローラユニットと、を備えている。
【0007】
キャピラリーカラム固定手段を配列位置決定手段に装着し、配列位置決定手段を上下左右に移動させることによってキャピラリーカラムの固定位置が決定される。スライド案内手段に沿って、ニードルをキャピラリーカラム固定手段方向に直線移動させ、固定位置の支持体を貫通させる。ニードルをスライド案内手段に沿って追従するガイド及び第一のキャピラリーカラムホルダにより、キャピラリードラムに巻かれたキャピラリーカラムの先端はニードル内に誘導され、ニードルの先端から突出する。そのキャピラリーカラムの先端部を配列位置決定手段のニードル突出側に備えられた第二のキャピラリーカラムホルダにより保持し、ニードルのみをキャピラリーカラム固定手段の支持体から引き抜く。そのキャピラリーカラム先端部はその支持体内に残り、ニードルによって開けられた穴を閉じる方向に働く、支持体であるゴムの弾性力によりキャピラリーカラム固定手段に固定される。そのキャピラリーカラムを所定の長さに切断手段で切断する。配列位置決定手段が移動し、ニードル、ガイド及びキャピラリーカラムホルダの移動直線上に次の固定位置を持っていく。ドラムに巻かれたキャピラリーカラムは、動力にモータを持つローラユニットにより適時送られる。
【0008】
【発明の実施の形態】
キャピラリーカセット作成と同時に検出窓も形成するためには、キャピラリーカセット作成装置に、キャピラリーカラムの先端から所定の位置のキャピラリーカラム被膜を除去して検出窓を作成する検出窓作成手段と、切断されたキャピラリーカラムの終端側を決められた順番に一列に並べる整理手段と、をさらに備える。
キャピラリーカラムがニードル内を誘導されてキャピラリーカラム固定手段を貫通した後、検出窓作成手段に電圧が印加され、キャピラリーカラムの先端から所定の位置に検出窓を作成する。
キャピラリーカラム外径より少し広い平行な隙間を持つ2枚の平面から構成される整理手段により、所定の長さに切断されたキャピラリーカラムの終端は順次平面の間に落とし込まれ一列に並べられる。
【0009】
【実施例】
本発明により作成した、複数本のキャピラリーカラムを配列したマルチキャピラリーカセットが適用されるマルチキャピラリー電気泳動装置の一例の概略斜視図を図1に示す。
キャピラリーカセット2は複数本のキャピラリーカラム102が配列され、カセット4、6により固定されてキャピラリーアレイを構成したものであり、そのキャピラリーアレイの一端2aがインジェクション(試料注入)側となってインジェクション側カセットホルダー4により二次元的に配列されて固定されており、試料注入後に泳動用のリザーバ62のバッファ液と接触する。そのキャピラリーアレイの終端2bはキャピラリーカラム102が一列に配列されており、先端でリザーバ56のバッファ液と接触する。キャピラリーアレイの終端側にはキャピラリーカラム102が一列に配列されてディテクション側カセットホルダー6により支持されている被検出部2cが設けられている。キャピラリーカラム102は破損から守るために皮膜により被覆されている。泳動してきた試料を検出するのに蛍光検出法が用いられる場合、その被覆が蛍光を発するものであるときは、被検出部2cではその皮膜を除去しておく。キャピラリーカラム102として、無蛍光材質の被膜により被覆されているものを使用すれば、被検出部2cでもキャピラリーカラムの102の被膜は除去する必要がない。各キャピラリーカラム102には異なる試料がそれぞれ注入され、同時に電気泳動がなされる。
【0010】
試料又は試料を標識した蛍光物質を励起するための励起光源として、例えばアルゴンガスレーザ装置8が設けられている。10は励起・受光光学系であり、被検出部2cのキャピラリーカラム102に励起光のアルゴンレーザビームを照射し、試料からの蛍光を検出するものであり、走査機構(図示略)により、被検出部2cでのキャピラリーカセットの配列面に平行で泳動方向に直交する走査方向に走査される。レーザ装置8からの励起光ビームが励起・受光光学系10の走査によってもずれないようにするために、ここでは一例としてレーザ装置8からのレーザビームがカップラーにより結合された光ファイバ9を経て励起・受光光学系10に導かれている。
【0011】
下側のリザーバ62には泳動用バッファ液が入れられ、キャピラリーアレイの下端2aがそのバッファ液に浸され、そのバッファ液を通してキャピラリーカセット2の下端2aのキャピラリー端に泳動用電圧が印加される。上側のリザーバ56のバッファ液には上側電極54が浸されて接触し、下側のリザーバ62のバッファ液には下側電極58が浸されて接触し、両電極54,58には高圧電源60から泳動電圧が印加される。その電源電圧は例えば30kVで、電流容量は10〜30mAである。
泳動される試料はタンパク質試料や、蛍光物質で標識されたDNAフラグメント試料などである。
【0012】
図2にキャピラリーカセット作成装置の一実施例の概略構成斜視図を示し、これを参照にして本発明によるキャピラリーカセット作成方法の一例を説明する。
実施例では外径300μm、内径100μmの石英ガラスキャピラリーカラムを用いる。インジェクション側カセットホルダーには試料導入時に使用する384穴マイクロプレートに合わせて、4.5mmピッチの16×24個の2次元にキャピラリーを保持するインジェクション側カセットホルダー1を用いる。
【0013】
インジェクション側カセットホルダー1は、384穴マイクロプレートに合わせた位置に穴が設けられた2枚の金属板又は樹脂板の間にシリコーンゴム板にてなる支持体が挾まれた構造になっている。その支持体の面に垂直な方向に直線移動して、その支持体を貫通するニードル3が設けられている。そのニードル3はキャピラリーカラムの外径より大きい内径(例えばゲージ22)を持っている。キャピラリーカラムの先端から所定の位置を掴み、その先端をニードル3内に挿入するチャック7が設けられており、そのチャック7に掴まれたキャピラリーカラムの先端をニードル3内に導く、キャピラリーカラムの外径より大きい内径を持つガイドパイプ5が設けられている。キャピラリーカラムの先端から所定の位置に検出窓を作成するニクロム線コイル13が設けられている。ガイドパイプ5、チャック7及びニクロム線コイル13はニードル3と同一直線上を移動する。さらに、インジェクション側カセットホルダー1に一端側を固定されたキャピラリーカラムを所定の長さで切断するカッター15、キャピラリードラム19に巻かれたキャピラリーカラムを一定の長さ引出すキャピラリー送り17も設けられている。
ニードル3、ガイドパイプ5、チャック7、ニクロム線コイル13は、ニードル3がインジェクション側カセットホルダー1の支持体を貫通した、実線の位置よりさらに左側の位置と破線の位置との間を往復して移動させることができる。
【0014】
本発明方法は以下の手順によって構成される。
(1)インジェクション側カセットホルダー1を保持して図で上下左右にスライドさせる、図示しないXYステージに、インジェクション側カセットホルダー1の支持体の面をニードル3と垂直な方向に向けてインジェクション側カセットホルダー1を取り付ける。ニードル3の移動直線上にインジェクション側カセットホルダー1に設けられた穴を合わせる。その穴がキャピラリーカラムの固定位置となる。
(2)チャックが破線の位置にある状態で、キャピラリードラム19からキャピラリー送り17により、キャピラリーカセットに備えられるキャピラリーカラムと同じ長さだけキャピラリーカラムを引き出しておく。引き出されたキャピラリーカラムはチャック7とキャピラリー送り17の間にたるんだ状態で貯えられる。
【0015】
(3)ニードル3により、インジェクション側カセットホルダー1中の支持体を貫通する。
(4)先端から所定の位置をチャック7に掴まれたキャピラリーカラムを左方向に押して、その先端をガイドパイプ5、ニードル3内を通して支持体を貫通させる。ニードル3の中に支持体のかすが詰まっている場合は、キャピラリーカラムにより押し出す。このとき、ニードル3とチャック7との間のキャピラリーカラムは、ガイドパイプ5により保護されているので、ニードル3内の支持体のかすを押すときの力によってキャピラリーカラムが曲がって折れることを防ぐことができる。
【0016】
(5)ニードル3を通ってインジェクション側カセットホルダー1の反対側に突出したキャピラリーカラムの先端をチャック11により掴む。
(6)キャピラリーカラムの先端から所定の位置のキャピラリーカラムの被膜をニクロム線コイル13の熱により除去して、検出窓を作成する。
(7)ニードル3のみをインジェクション側カセットホルダー1の支持体から引き抜く。支持体を貫通しているキャピラリーカラムは、穴を閉じる方向に働く支持体の弾性力によりインジェクション側カセットホルダー1に固定される。
【0017】
(8)チャック11でキャピラリーカラムの先端を保持した状態で、ニードル3、ガイドパイプ5、チャック7及びニクロム線コイル13を、キャピラリーカラムに沿ってスライドさせながら破線の位置までキャピラリー送り17方向に移動させる。その後、カッター15によりキャピラリーカラムを先端から所定の長さに切断する。
(9)一端がインジェクション側カセットホルダー1に固定されたキャピラリーカラムの切断された側(検出窓側)は、キャピラリーカラムの外径(300μm)より少し広い平行な隙間を持つ2枚の平面からなる、2個のスリットホルダ21aに落とし込まれ、切断された(インジェクション側カセットホルダー1に固定された)順番に整列される。
【0018】
(10)ニードル3の移動軌道上にキャピラリーかセット1の次の固定位置が位置するようにXYステージが移動する。
(11)(2)〜(10)を384回繰り返し、キャピラリーかセット1の全ての固定位置にキャピラリーカラムを固定した後、スリットホルダ21aに整列されたキャピラリーカラムの検出窓側の端面を揃え、ディテクション側カセットホルダーを取り付け固定する。
本発明によるキャピラリーカセット作成方法を実施すれば、簡便迅速にキャピラリーカセットの作成を行なうことができる。
【0019】
上記の方法をより確実に行なうための、キャピラリーカセット作成装置の一実施例の構成図を図3、図4に示す。図3は平面図、図4は正面図である。図2と同じ役割をする部分には同じ符号を付す。
基板23上に基板23平面と垂直な方向に3本の支柱25a、25b及び25cが備えられている。後述するニードルユニット3a、ガイドユニット5a、ホルダユニット7a及び検出窓作成ユニット13aを基板23と平行な方向にスライドさせるレール27aを側面に備えたスライド用板27が、その3本の支柱25a、25b及び25cに跨って固定されている。スライド用板27の長手方向の延長上の基板23上にXYステージ29が、その移動方向(XY平面)を垂直な方向にして備えられている。XYステージ29にはシリコーンゴム板を支持体としてもつインジェクション側カセットホルダー1が支持体の面を垂直にして取り付けられており、それを上下左右に移動させることができる。また、スライド用板27の長手方向の延長上でXYステージ29の反対側(スライド用板27と反対の側)には、キャピラリーカラムの先端を保持するチャック11が備えられている。
【0020】
スライド用板27に備えられたレール27a上をスライドするニードルユニット3aには、キャピラリーカラムの外径より大きい内径を持ち、インジェクション側カセットホルダー1の支持体であるシリコーンゴム板を貫通するニードル3が備えられている。ガイドユニット5aにはニードルユニット3aと、後述するホルダユニット7aとの間のキャピラリーカラムが折れ曲がらないようにする、キャピラリーカラムの外径より大きい内径を持つガイドパイプ5が備えられている。ホルダユニット7aにはキャピラリーカラムの先端から所定の位置を掴むチャック7が備えられている。検出窓作成ユニット13aにはキャピラリーカラムの被膜を燃焼して除去するニクロム線コイル13が備えられている。キャピラリーカラムはニクロム線コイル13の中心を通り、キャピラリーカラムとニクロム線コイル13の間にはニクロム線コイル13からキャピラリーカラムへの熱の伝達を遮断するセラミックパイプがキャピラリーカラムに沿って移動可能に設けられている。スライド用板27側面の支柱25c付近に、後述するキャピラリードラム19から送られるキャピラリーカラムがスライド用板27に沿って直線状になるように、キャピラリーカラムをホルダユニット7aに導くパイプユニット31が固定されている。
【0021】
チャック11、ニードル3、ガイドパイプ5、チャック7及びニクロム線コイル13は一直線上に設けられている。
XYステージと反対側の基板23上に、1本の長いキャピラリーカラムを巻いて蓄えておくキャピラリードラム19が備えられている。
支柱25bにはインジェクション側カセットホルダー1に保持された後キャピラリーカラムを、カッターを上下に移動して所定の長さに切断する切断ユニット15aが備えられている。
【0022】
支柱25aと支柱25bとの間の基板23上にディテクション側カセット作成ユニット21が設けられている。基板23と平行に設けられた回転板21bの上には、キャピラリーカラム外径より少し広い平行な隙間を持つ2枚の平面からなる2個のスリットホルダ21aが備えられている。回転板21bは支点板21cとローラ21dを介して基板23と接しており、キャピラリーカラムをインジェクション側カセット1に固定する作業中は、回転板21bの長手方向は、スライド用板27と平行な方向に固定されており、そのときスリットホルダ21aの隙間もスライド用板27と平行な方向、すなわち、XYステージ29の方向に向いている。ディテクション側カセット作成時には、支点板21c内部に設けられた図示しない回転軸を中心として、スライド用板27と反対方向にディテクション側カセット作成ユニット21が基板23と平行方向に90°回転できる構造になっている。ディテクション側カセット作成ユニット21を90°回転させることにより、キャピラリーカラムは、図1に示すような90°折り曲げられた状態になり、その後ディテクション側カセットホルダーに固定される。
【0023】
上記実施例の操作手順のフロー図を図5に示し、図3から図5を用いて動作の説明をする。
XYステージを移動させて、インジェクション側カセットホルダー1の最初にキャピラリーカラムを固定する位置をチャック11、ニードル3、ガイドパイプ5、チャック7及びニクロム線コイル13の一直線上に合わせる。図3及び図4に示すニードルユニット3a、ガイドパイプ5a、ホルダユニット7a、検出窓作成ユニット13aの位置が初期状態である。その状態で、キャピラリードラム19に巻かれたキャピラリーカラムの先端はモータを動力に持つ図示しないキャピラリー送りを介してパイプユニット31に送られる。さらに、その先端はニクロム線コイル13、チャック7を介してガイドパイプ5内に送られ、ガイドパイプ5からその先端が出たところで、キャピラリーカラムはチャック7により保持される。ニクロム線コイル13には電流が流されて加熱されているが、ニクロム線コイル13とキャピラリーカラムの間にはセラミックパイプが介在しているため、ニクロム線コイル13の熱はキャピラリーカラムには伝達されない。
【0024】
(STEP1) ガイドユニット5aに備えられたツマミをもって、ニードルユニット3a、ガイドユニット5aを左方向に移動させる。XYステージ29に設置されたインジェクション側カセットホルダー1の支持体であるシリコーンゴムに、ニードル3が突き刺さり貫通するまでニードルユニット3aをレール27aに沿って左方向に移動させる。このときホルダユニット7a、検出窓作成ユニット13aは所定の間隔を保ってガイドユニット5aに追従してレール27aに沿って移動する。また、キャピラリーカラムはホルダユニット7aのチャック7に保持されているので、同時に左方向へひっぱられる。
【0025】
(STEP2)ガイドユニット5aをさらに左方向へ移動させてニードルユニット3aに接触させ、ガイドパイプ5から出ているキャピラリーカラムの先端をニードル3内に導いてニードル3の先端からキャピラリーカラムの先端を突出させ、ニードル3内のシリコーンゴムのかすを押し出す。
(STEP3) ホルダユニット7aをさらに左に移動させてキャピラリーカラムの先端をさらにニードル3の先端から突出させる。このとき、検出窓作成ユニット13aのニクロム線コイル13とキャピラリーカラムの間のセラミックパイプがニクロム線コイル13の位置から一定時間移動させられて、ニクロム線コイル13がキャピラリーカラムの先端から所定の位置の被膜を加熱し、検出用窓の作成を開始する。検出窓の作成には時間を要するのでSTEP4及びSTEP5の作業を並行して行なう。
【0026】
(STEP4) ニードル3の先端から突出したキャピラリーカラムの先端をチャック11により保持する。
(STEP5) ニードルユニット3a及びガイドユニット5aをニードル3がシリコーンゴムから抜けるまで右方向に移動させ、ホルダユニット7aとの間隔を縮める。このとき、キャピラリーカラムはチャック7、11に保持されており、シリコーンゴムを貫通した状態で残り、シリコーンゴムの弾性力によりインジェクション側カセットホルダー1に固定される。
【0027】
(STEP6) チャック7を開放し、ニードルユニット3a、ガイドユニット5a、ホルダユニット7a、検出窓作成ユニット13aを右に移動し、ホルダユニット7a、検出窓作成ユニット13aを初期状態の位置まで戻す。このときガイドユニット5aとホルダユニット7aとの間隔は初期状態よりも短い。
(STEP7) ホルダユニット7aが初期状態の位置でチャック7を閉じ、キャピラリーカラムを保持する。
【0028】
(STEP8) 切断ユニット15を上に移動し、備えられたカッターによりキャピラリーカラムを切断する。切断された箇所が次のキャピラリーカラムの先端となる。所定の長さに切断されたキャピラリーカラムの一端はインジェクション側カセットホルダー1に固定されており、他端はスリットホルダ21aの隙間に落とし込まれる。インジェクション側カセットホルダー1に固定されたキャピラリーカラムは、順番にスリットホルダ21aの隙間に落とし込まれ、平面状に一列に並べられる。
【0029】
(STEP9) ニードルユニット3a、ガイドユニット5aを左に移動して、ガイドユニット5aとホルダユニット7aとの間隔を初期状態の位置に戻す。これによりニードルユニット3a、ガイドユニット5a、ホルダユニット7a及び検出窓作成ユニット13aは初期位置に戻る。
(STEP10) チャック11を開け、掴んでいるキャピラリーカラムの先端を開放する。その後XYステージを移動させて、次にインジェクション側カセットホルダー1のキャピラリーカラムを固定する位置をチャック11、ニードル3、ガイドパイプ5、チャック7及びニクロム線コイル13の一直線上に合わせる。全てのキャピラリーカラムの固定が終了した場合はSTEP11に進み、それ以外はSTEP1に戻る。
【0030】
(STEP11) キャピラリーカセットを作成するためにXYステージ29を最下位に移動し、インジェクション側カセットホルダー1を所定の位置に移動する。
(STEP12) 2個のスリットホルダ21aに384本のキャピラリーカラムが平面上に一列に並べられた状態で、ディテクション側カセット作成ユニット21の回転板21bを支点板21c内部に設けられた図示しない回転軸を中心として、スライド用板27と反対方向にローラ4dを用いて90゜回転させる。このとき、各キャピラリーカラムは90゜曲げられる。
【0031】
(STEP13) スリットホルダ21aから出ている384本のキャピラリーカラムの端面を所定の治具(アングル)により一直線に揃える。このときそれぞれのキャピラリーカラムに設けられた検出窓は2個のスリットホルダ21aの間に位置する。
(STEP14) スリットホルダ21aの隙間に位置するキャピラリーカラムを挾む、スリットホルダ21aに備えられたクランプにより、384本のキャピラリーカラムを挾み込んで固定する。
(STEP15) 2個のスリットホルダ21aの間に沿ってディテクション側カセットを合わせ、ネジ止めする。
【0032】
上記の手順に従い、レバーを操作することにより、予め決められた長さのキャピラリーカラムが定められた順番に整列され、キャピラリーカセットを作成することができる。
実施例での動作は手動による例を示したが、モータやエアシリンダなどの駆動源を用いて自動化することが好ましい。これにより、さらに、簡単に失敗することなくキャピラリーカセットの作成を行なうことができる。
また、実施例では1本ずつキャピラリーカラムを装填したが、複数本、例えば16本のニードル及びキャピラリーカラムを並べて同時に動かすことが好ましい。これによって、より短時間でのキャピラリーカセットの作成を行なうことができる。
【0033】
【発明の効果】
本発明は、所定の手順に従い、レバーを操作することにより、予め決められた長さのキャピラリーカラムが定められた順番に整列され、キャピラリーカセットを作成することができるので、キャピラリーカセットの作成作業の効率が大幅に上がる。
測定時間の大幅な短縮を目的としてマルチ化されるキャピラリー電気泳動装置に必要となるキャピラリーカセットの作成を簡単に行なうことができ、また、駆動源を取り付けることにより、自動化へ簡単に移行できるので、簡単にかつ失敗が少ないキャピラリーカセットの作成が可能となる。
このように、本発明はキャピラリカセットの作成を簡単かつ迅速にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により作成されたキャピラリーカセットが適用されるマルチキャピラリー電気泳動装置の一例の概略斜視図である。
【図2】キャピラリーカセット作成装置の一実施例の概略斜視図である。
【図3】同実施例の平面図である。
【図4】同実施例の正面図である。
【図5】同実施例の操作手順のフロー図である。
【符号の説明】
1 インジェクション側カセットホルダー
3 ニードル
5 ガイドパイプ
7、11 チャック
13 ニクロム線コイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a plurality of capillary columns are arranged, a sample is injected into each capillary column, a multi-capillary array electrophoretic part that is electrophoresed simultaneously in all capillary columns, and a capillary light is irradiated to the capillary in the multi-capillary array electrophoretic part The present invention relates to a multicapillary electrophoresis apparatus having an optical measurement unit for measuring the absorbance of the irradiated portion and the fluorescence from the sample, and a method for producing a capillary cassette constituting the multicapillary array migration unit and the apparatus Is.
[0002]
[Prior art]
The electrophoresis apparatus is used for separating and analyzing nucleic acids, proteins, peptides, sugars, and the like, and particularly plays an important role in analysis of DNA base sequences.
In order to determine the base sequence of a DNA having a long base sequence such as the human genome, a DNA sequencer having high sensitivity, high speed, and large throughput is required. As one of the methods, a multicapillary DNA sequencer in which a plurality of capillary columns packed with gels are arranged instead of using a flat slab gel has been proposed. Capillary columns are not only easier to handle and inject samples than slab gels, but also can be migrated at high speed and detected with high sensitivity. In other words, if a high voltage is applied with a slab gel, problems such as band expansion or temperature gradients occur due to the effect of Joule heat, but such problems are few with capillary columns. Even if it is made, it is possible to perform highly sensitive detection with little band spread.
[0003]
When attaching multiple capillary columns to the electrophoresis device, it is desirable that the capillary column be easily attached to and detached from the device, so it is fixed to the cassette holder (capillary column fixing means) at two locations on the injection side and the detection side. It is desirable that
It is conceivable that the plurality of capillary columns are two-dimensionally arranged on the injection side and arranged in a line on a plane on the detection side, and are fixed to cassette holders having different shapes.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Capillary columns are thin, so they are difficult to break manually and are easy to break. When fixing a capillary column to a cassette holder, bundling a plurality of capillary columns is a difficult operation requiring skill and takes time.
An object of the present invention is to simplify and quickly produce a capillary cassette.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the capillary cassette manufacturing method of the present invention, a support at a predetermined fixing position of a capillary column fixing means having a support made of a rubber plate is penetrated by a needle having an inner diameter larger than that of the capillary column from the vertical direction, and the capillary column is inserted into the needle. After guiding and penetrating the support, the capillary column is clamped by the support by pulling out only the needle, and this operation is repeated while changing the fixing position on the support. It is a method of dimensionally arranging and fixing.
The capillary column guided through the needle and penetrating the support of the rubber plate of the injection side cassette (capillary column fixing means) is clamped and fixed by the elastic force of the rubber after only the needle is pulled out of the support.
[0006]
The capillary cassette making apparatus of the present invention is provided with a capillary column fixing means for holding a capillary column fixing means having a support made of a rubber plate and moving and fixing the support in the in-plane direction of the support, and the capillary column fixing means. A needle that penetrates the support body from the vertical direction of the surface and guides the capillary column to a fixed position, a capillary column holder that holds the capillary column and inserts into the needle, and a guide that guides the tip of the capillary column held by the capillary column holder into the needle Slide guide means for moving the needle, guide and capillary column holder in a linear direction perpendicular to the surface of the support, cutting means for cutting the capillary column at a predetermined length, and a roller unit for sequentially feeding the capillary column in the insertion direction, With There.
[0007]
The capillary column fixing means is attached to the arrangement position determining means, and the arrangement position determining means is moved up, down, left and right to determine the fixed position of the capillary column. Along the slide guide means, the needle is linearly moved in the direction of the capillary column fixing means, and the support at the fixing position is penetrated. The tip of the capillary column wound around the capillary drum is guided into the needle by the guide that follows the needle along the slide guide means and the first capillary column holder, and protrudes from the tip of the needle. The tip of the capillary column is held by a second capillary column holder provided on the needle protruding side of the arrangement position determining means, and only the needle is pulled out from the support of the capillary column fixing means. The tip of the capillary column remains in the support, and is fixed to the capillary column fixing means by the elastic force of rubber as a support that works in the direction of closing the hole opened by the needle. The capillary column is cut to a predetermined length by a cutting means. The arrangement position determining means moves to bring the next fixed position on the movement line of the needle, guide and capillary column holder. The capillary column wound around the drum is sent timely by a roller unit having a motor as power.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to form a detection window at the same time as the capillary cassette is created, the capillary cassette creation device includes a detection window creation means for creating a detection window by removing the capillary column film at a predetermined position from the tip of the capillary column, and a capillary column that has been cut. And arranging means for arranging the end sides in a line in a predetermined order.
After the capillary column is guided through the needle and penetrates the capillary column fixing means, a voltage is applied to the detection window creating means to create a detection window at a predetermined position from the tip of the capillary column.
The end of the capillary column cut into a predetermined length is sequentially dropped between the planes and arranged in a line by the arranging means composed of two planes having parallel gaps slightly wider than the outer diameter of the capillary column.
[0009]
【Example】
FIG. 1 shows a schematic perspective view of an example of a multi-capillary electrophoresis apparatus to which a multi-capillary cassette prepared by the present invention and in which a plurality of capillary columns are arranged is applied.
The
[0010]
For example, an argon gas laser device 8 is provided as an excitation light source for exciting the sample or the fluorescent substance labeled with the sample.
[0011]
An electrophoresis buffer solution is placed in the
The sample to be migrated is a protein sample, a DNA fragment sample labeled with a fluorescent substance, or the like.
[0012]
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of an embodiment of a capillary cassette production apparatus, and an example of a method for producing a capillary cassette according to the present invention will be described with reference to this.
In the embodiment, a quartz glass capillary column having an outer diameter of 300 μm and an inner diameter of 100 μm is used. As the injection side cassette holder, the injection
[0013]
The injection-
The
[0014]
The method of the present invention comprises the following procedures.
(1) Hold the injection-
(2) With the chuck at the position of the broken line, the capillary column is pulled out from the
[0015]
(3) The
(4) The capillary column gripped by the
[0016]
(5) The tip of the capillary column that protrudes through the
(6) The capillary column coating at a predetermined position from the tip of the capillary column is removed by the heat of the
(7) Pull out only the
[0017]
(8) With the tip of the capillary column held by the
(9) The cut side (detection window side) of the capillary column, one end of which is fixed to the injection-
[0018]
(10) The XY stage is moved so that the next fixed position of the capillary or the
(11) Repeat steps (2) to (10) 384 times to fix the capillary column to all the fixed positions of the capillary or the
By carrying out the method for producing a capillary cassette according to the present invention, a capillary cassette can be produced simply and quickly.
[0019]
FIG. 3 and FIG. 4 show a configuration diagram of an embodiment of a capillary cassette making apparatus for performing the above method more reliably. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a front view. Parts having the same role as in FIG.
Three
[0020]
The
[0021]
The
A
The
[0022]
A detection-side
[0023]
FIG. 5 shows a flowchart of the operation procedure of the above embodiment, and the operation will be described with reference to FIGS.
The XY stage is moved so that the position at which the capillary column is fixed at the beginning of the injection
[0024]
(STEP 1) The
[0025]
(STEP2) The
(STEP 3) The
[0026]
(STEP 4) The tip of the capillary column protruding from the tip of the
(STEP 5) The
[0027]
(STEP 6) The
(Step 7) The
[0028]
(STEP 8) The
[0029]
(STEP 9) The
(STEP 10) The
[0030]
(STEP 11) To create a capillary cassette, the
(STEP 12) A rotating shaft (not shown) provided inside the
[0031]
(STEP 13) The end faces of 384 capillary columns coming out of the
(STEP 14) The 384 capillary columns are squeezed and fixed by a clamp provided in the
(STEP 15) The detection-side cassette is aligned between the two
[0032]
By operating the lever in accordance with the above procedure, capillary columns having a predetermined length are aligned in a predetermined order, and a capillary cassette can be created.
Although the operation in the embodiment is an example of manual operation, it is preferable to automate using a drive source such as a motor or an air cylinder. As a result, the capillary cassette can be easily created without failure.
In the embodiment, the capillary columns are loaded one by one, but it is preferable to move a plurality of, for example, 16 needles and capillary columns side by side. As a result, the capillary cassette can be created in a shorter time.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, by operating a lever according to a predetermined procedure, capillary columns having a predetermined length can be arranged in a predetermined order and a capillary cassette can be created. Will go up significantly.
Capillary cassettes required for capillary electrophoresis devices that are multiplexed for the purpose of significantly reducing measurement time can be easily created, and by attaching a drive source, it is possible to easily shift to automation. Capillary cassettes can be created easily and with few failures.
As described above, the present invention can easily and quickly produce a capillary cassette.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an example of a multi-capillary electrophoresis apparatus to which a capillary cassette prepared according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic perspective view of an embodiment of a capillary cassette making apparatus.
FIG. 3 is a plan view of the same embodiment.
FIG. 4 is a front view of the same embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of the operation procedure of the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Injection
Claims (3)
前記キャピラリーカラム固定手段に備えられた支持体をその面の垂直方向から貫通してキャピラリーカラムを固定位置に導くニードルと、
キャピラリーカラムを掴み前記ニードルに挿入するキャピラリーカラムホルダと、
前記キャピラリーカラムホルダに掴まれたキャピラリーカラムの先端を前記ニードル内に導くガイドと、
前記ニードル、前記ガイド及び前記キャピラリーカラムホルダを前記支持体の面に垂直な直線方向に移動させるスライド案内手段と、
キャピラリーカラムを所定の長さで切断する切断手段と、
キャピラリーカラムを挿入方向に順次送り出すローラユニットと、を備えたことを特徴とするキャピラリーカセット作成装置。An array position determining means for holding a capillary column fixing means having a support made of a rubber plate and moving and fixing in the in-plane direction of the support;
A needle for penetrating the support provided in the capillary column fixing means from a direction perpendicular to the surface thereof to guide the capillary column to a fixed position;
A capillary column holder that grabs the capillary column and inserts it into the needle;
A guide for guiding the tip of the capillary column held by the capillary column holder into the needle;
Slide guide means for moving the needle, the guide, and the capillary column holder in a linear direction perpendicular to the surface of the support;
Cutting means for cutting the capillary column at a predetermined length;
And a roller unit that sequentially feeds the capillary column in the insertion direction.
切断された前記キャピラリーカラムの終端側を決められた順番に一列に並べる整理手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載のキャピラリーカセット作成装置。A detection window creating means for creating a detection window by removing the coating of the capillary column at a predetermined position from the tip of the capillary column;
The capillary cassette manufacturing apparatus according to claim 2, further comprising: an arrangement unit that arranges the end sides of the cut capillary columns in a line in a predetermined order.
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