JP4521347B2 - キャピラリアレイ - Google Patents

Description

本発明は、核酸やタンパク質等を電気泳動により分離分析する技術に関し、例えば、キャピラリ電気泳動装置に関する。

特開２００２−３６５２６２号公報には、キャピラリ電気泳動装置が開示されている。ここでは、キャピラリアレイの試料導入部であるロードヘッダは複数の中空電極と外側面にばね接触した導電性の接続板とを備えているはんだレスのばね接続としている。たとえば、その接続板はＳＵＳにツメ状ばねを形成し、ばね接触させている。また、接続板は導電性ゴムからなることもある。

また、ロードヘッダの生産フローも述べられているが、まずホルダーに対し９６本の中空電極を８×１２のマトリクス状に精度良く接着される。その後、導電性ゴムを挿入し、フタを超音波溶着される。

特願２００２−３６１１０７号公報には、ロードヘッダ部の温度上昇によるゲルの劣化をなくし、電気泳動を安定にするために、各キャピラリが中空電極に通され、かつ中空電極と各キャピラリ間に固体又は液体又はゲル状物から選択される熱伝導媒体が充填された構造のロードヘッダになっている。それを実現するために、キャピラリガイド穴に充填接着剤を充填した後、充填接着剤に圧力を加え、充填接着剤を隙間に充填している。

特開２００２−３６５２６２号公報 特願２００２−３６１１０７号公報

従来のロードヘッダの生産フローでは、最初に複数本の中空電極を８×１２のマトリクス状に精度良くだしている。しかしその後の工程の超音波溶着で中空電極の位置が変化している。さらにはじめに位置を精度良く出しているため、後の工程内での作業で誤って接触してしまい、曲げるなどの作業不良をだしてしまう。そのため、後の工程で、多いときは９６本もの中空電極を人手で観察しながら位置を修正しているため、多くの時間がかかり、作業者には多大の苦痛を与えている。

また、中空電極内は泳動安定性のために充填接着剤で充填されなければならないため、キャピラリガイド穴から充填接着剤を充填しているが、中空電極に入りきらずに、サイドにあふれた充填接着剤が、接続板である導電ゴムと中空電極のわずかな隙間に入り込み、数個の中空電極は接触抵抗が高くなってしまうことがあり、９６本すべての抵抗が安定な接触抵抗であるか不安が残った状態である。

本発明は、電気泳動装置使用するキャピラリアレイのロードヘッダの構造において、中空電極の外側に導電性スポンジを備え、複数の中空電極間が電気的に接続されていることに関する。

好ましくは、導電性スポンジの上に、接着剤吸取りシートを備える。

本発明により、ロードヘッダの複数の中空電極の位置決め精度が簡単で、人手による修正作業が無くなる。

また、複数本の中空電極間の抵抗を均一にできる。

以下、上記及びその他の本発明の新規な特徴と利益を、図面を参酌して説明する。ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

図１に、電気泳動装置の概略斜視図を示す。図２に、キャピラリヘッドの概略斜視図を示す。図３に、ポリマ充填ブロック近傍の概略断面図を示す。図４に、分析手順の概略フロー図を示す。以下、これら図面を参照して、電気泳動装置の概略を示す。

本実施例における電気泳動装置（以下、「本装置」）は、泳動媒体が充填された複数本のキャピラリを用い、各キャピラリに試料を導入し、試料中の試料成分を電気泳動分離し、分析する。例えば、ＤＮＡ含有試料を３８４サンプル同時に分析し、塩基配列を解析できる。

本装置の基本的構成は、キャピラリアレイ，照射光学ユニット，検出光学ユニット，オートサンプラユニット，泳動媒体充填ユニット，電源ユニット、及び温度制御ユニットである。

キャピラリアレイ１０１は、複数本のキャピラリ１０２より構成される着脱可能な交換部材であり、所定回数の分析により品質が劣化し、分離能が低下した際に、新品に交換される。また、測定手法を変更する場合、キャピラリ１０２の長さが異なるキャピラリアレイ１０１に交換することにより、キャピラリ１０２の長さを調節できる。キャピラリアレイ１０１は、試料をキャピラリ１０２内に導入する試料導入部１０４，泳動分離された試料に励起光を照射する照射部１０３，複数本のキャピラリを束ねるキャピラリヘッド107を有する。

キャピラリ１０２は、内径数十〜数百ミクロン，外形数百ミクロンの細管であり、強度を向上させるために表面がコーティングされている。キャピラリ１０２の内部に泳動媒体を充填することにより、泳動路を形成する。泳動路の両端に電圧を印加することにより、試料を電気泳動分離できる。

本実施例では、キャピラリ１０２内にて生じた光が、その内部を伝播するように、外表面をフッ素コーティングした、全長４０cm，外径３６０μｍ，内径５０μｍの石英バイプを用いる。尚、試料導入部１０４から約３０cm離れた照射部１０３では、キャピラリ102内の試料に、レーザ光１２２を効率的に照射する為に、フッ素被膜が除去されている。このキャピラリ１０２を３８４本束ねて、キャピラリアレイ１０１を構成している。尚、キャピラリ１０２の本数は、３８４本に限定されず、例えば、１本，８本，１６本，９６本，１９２本等でも良い。また、必要に応じ、キャピラリ１０２をポリイミドによりコーティングしても良い。

試料導入部１０４は、キャピラリ１０２の試料導入端１０５を、サンプル容器１４７のウェルに合わせて配置しており、各ウェルに保持された複数の試料を泳動路に導入できる。

本実施例では、キャピラリ１０２の先端を中空電極１０６に挿入して試料導入端１０５を形成し、試料導入端１０５を２４行１６列に配置し、試料導入部１０４を構成している。試料導入端１０５において、キャピラリ１０２の先端は、中空電極１０６から少し突出した状態となっている。ステンレス製パイプから構成される中空電極１０６は、高圧電源１６２に電気的に接続されている。試料導入端１０５を試料に浸し、電圧を印加することにより、試料を電気泳動し、キャピラリ内に導入できる。尚、試料導入の方法は、電気泳動に限定されず、圧力や分注により試料を泳動路に導入してもよい。

照射部１０３は、励起光であるレーザ光１２２を、キャピラリ１０２に充填された泳動媒体に照射する箇所であり、電気泳動分離された試料成分に励起光を照射することができる。試料成分に標識された蛍光体は、試料成分に依存した波長の光を放出する。

本実施例では、３８４本のキャピラリ１０２を９６本毎の４組に分け、４個のガラス基板上に９６本のキャピラリ１０２をそれぞれ並べ、４組のキャピラリー配列を形成する。各ガラス基板上では、各キャピラリ１０２が互いに実質的に平行、かつガラス基板に実質的に平行に配列されている。また、各々のキャピラリー１０２におけるフッ素皮膜の除去部分が、一直線上に配列されている。ここでキャピラリー１０２が互いに実質的に平行、及びガラス基板に平行であるとは、精度誤差程度に収まる程度の平行度であることを指す。照射光学ユニットにより、各ガラス基盤の両側から照射された８本のレーザ光１２２は、複数のキャピラリ１０２におけるポリイミド皮膜除去部をそれぞれ伝播し、各キャピラリ１０２内の試料を同時に励起する。尚、４組のキャピラリー配列を形成しているが、これに限定されず、１組，２組，３組等としてよい。

キャピラリヘッド１０７は、複数のキャピラリを束ねて保持し、装置本体と着脱することができる。図２に示すように、本実施例のキャピラリヘッド１０７は、キャピラリの終端部１０８が６４行６列のマトリックス状となるように保持している。照射部１０３において試料成分から生じた蛍光の一部は、キャピラリ１０２の内表面で全反射してキャピラリ１０２の内部を伝播し、終端部１０８から放出され、検出光学ユニットにより検出される。また、キャピラリヘッド１０７は、ポリマ充填ブロック１５２に耐圧気密で接続できる。そして、泳動媒体充填ユニットにより、終端部１０８より、キャピラリ１０２内に、新しい泳動媒体を充填することができる。尚、終端部１０８は、必要に応じ、９６行４列や４８行８列のマトリックス状に配列したり、単に一つに収束させてもよい。

照射光学ユニットは、キャピラリアレイ１０１の照射部１０３に、励起光であるレーザ光１２２を照射する機構である。本実施例の照射光学ユニットは、レーザ光源１１２，ビームスプリッタＡ１２４，ミラーＡ１２５，ビームスプリッタＢ１２６，ミラーＢ１２７、及び集光レンズ１２８を有する。

レーザ光源１１２は、例えば、アルゴンイオンレーザであり、波長４８８ｎｍ、及び
５１４.５ｎｍ ，出力１００ｍＷのレーザ光１２２を発振するマルチラインである。ビームスプリッタＡ１２４とミラーＡ１２５は、照射部１０３のキャピラリー配列をその両側から照射可能とするために、レーザ光１２２は二手に分ける。６つのビームスプリッタＢ１２６と、２つのミラーＢ１２７、および集光レンズ１２８は、８つのレーザ光１２２をそれぞれ調節し、照射部１０３にレーザ光１２２を照射する。各キャピラリー配列に照射されたレーザ光１２２は、隣接するキャピラリ１０２に次々に伝播する。

尚、レーザ光源１１２としては、液体レーザ，気体レーザ，半導体レーザを適宜使用でき、必要に応じＬＥＤで代用しても良い。また、マルチラインのみならず、シングルラインでも良く、２種類以上のレーザ光源を組み合わせても良い。また、レーザ光１２２の波長は、５３２ｎｍや６３３ｎｍも適宜使用できる。さらに、キャピラリー配列の片側からのみレーザ光１２２を照射したり、時分割でレーザ光１２２を照射しても良い。

検出光学ユニット１３１は、試料成分から放出された光を検出する機構である。図３に示すように、本実施例の検出光学ユニット１３１は、第１カメラレンズ１１８，光学プリズム１３４，第２カメラレンズ１３５，２次元検出器１３６を含む。

終端部１０８を有するキャピラリヘッド１０７の端面は、泳動媒体で満たされポリマ流路１５４を介し、無蛍光石英ガラス製の検出窓１３２に対面するように配置されている。終端部１０８から放出された光は、ポリマ流路１５４内の泳動媒体を透過し、検出窓132から放射され、第１カメラレンズ１３３に入射し、平行光束とされる。この平行光束は、光学プリズム１３４により波長分散され、第２カメラレンズ１３５により、ＣＣＤカメラである２次元検出器１３６上に結像される。そして、ＣＣＤカメラからの信号を、コンピュータにより演算処理して、試料を分析する。尚、光学プリズム１３４に代えて、回折格子やフィルタを適宜組み合わせて波長分散手段を構成してもよい。また、２次元検出器
１３６としては、一次元検出器，フォトマル，フォトダイオード等と、光学機構を適宜組み合わせて構成してもよい。

オートサンプラユニットは、サンプル容器１４７をはじめとする電気泳動分析に用いる各容器を、試料導入部１０４の直下等の所定位置に搬送し、保持する機構である。本実施例のオートサンプラユニットは、ツメ１４３を備えたロボットアーム１４２により、サンプル容器１４７，バッファ容器１４４，洗浄容器１４５、及び廃液容器１４６を搬送する。

ロボットアーム１４２は、各容器をその上に固定するツメ１４３を備え、３次元的に移動できる。これにより、所定の場所に保管されている各容器を、試料導入部１０４の直下に搬送し、その場所にて各容器を所定時間保持し、所定の場所に返却できる。

バッファ容器１４４は、試料導入端１０５を浸す緩衝液を保持する容器である。泳動分析時、緩衝液が試料導入端１０５を浸すように、バッファ溶液１４４は試料導入部１０４の直下に搬送される。また、装置待機中も、泳動分析時と同様に搬送され、試料導入端
１０５を緩衝液に浸し、キャピラリ１０２内の泳動媒体の乾燥を防止している。

洗浄容器１４５は、試料導入端１０５を洗浄する洗浄液を保持する容器であり、泳動媒体充填，予備泳動、及び試料導入の後に試料導入部１０４の直下に搬送される。試料導入端１０５を、洗浄容器中の洗浄液に浸すことにより、試料導入端１０５を洗浄し、コンタミネーションを回避できる。

廃液容器１４６は、使用済の泳動媒体を保持する容器であり、泳動媒体充填時に試料導入部１０４の直下に搬送され、泳動媒体充填時に試料導入端１０５から排出される使用済の泳動媒体を受け止める。

サンプル容器１４７は、複数の微量試料を保持する容器であり、試料導入時に試料導入部１０４の直下に搬送される。本実施例では、数１０μｌの試料を保持できるウェルを
２４行１６列備えたサンプルプレートに、樹脂製のシートであるセプタを乗せ、それをホルダとクリップで挟むことにより、サンプル容器１４７を構成している。試料としては、例えば、４種類のヌクレオシド塩基分子を識別するように蛍光標識され、多数の適当な長さ（大きさ）の核酸を含む溶液である。セプタは、ウェルに対応する位置に通常は密閉状態の貫通孔を有しており、ウェル中の試料の蒸発を防止しつつ、試料導入時に試料導入端
１０５と試料の接触を可能としている。また、セプタ上面に保護フィルムを貼り付け、試料蒸発を防止することもできる。また、ホルダとクリップは、その間にサンプルプレートやセプタを挟み、一体化することにより、ロボットアーム１４２にて搬送可能なサンプル容器１４７を形成する。

図１及び図３に示す泳動媒体充填ユニットは、泳動媒体であるポリマをキャピラリ102内に充填する機構である。本実施例の泳動媒体充填ユニットは、ポリマ充填ブロック152，シリンジ１５３，チューブ１５５，電磁弁１５６とを含み、分析開始前に新しい泳動媒体をキャピラリ１０２内に自動的に充填できる。

ポリマ充填ブロック１５２は、ポリマ流路１５４と検出窓１３２を有し、シリンジ153とチューブ１５５に接続し、キャピラリヘッド１１０を着脱できる。キャピラリヘッド
１１０は、耐圧気密を維持しながらポリマ充填ブロック１５２に装着される。キャピラリヘッド１０７の終端部１０８は、検出窓１３２に対向するように配置され、キャピラリヘッド１０７と検出窓１３２に挟まれた領域はポリマ流路１５４の一部を形成する。ポリマ流路１５４は、泳動媒体により満たされたシリンジ１５３と、電磁弁１５６を備えたチューブ１５５と連通している。チューブ１５５の他端は、陽極バッファ容器１６３に保持された緩衝液に浸されている。

キャピラリ１０２内に泳動媒体を充填する際には、試料導入部１０４の直下に廃液容器１４６を配置し、電磁弁１５６を閉じ、シリンジ１５３のプランジャを押す。これにより、シリンジ１５３内の泳動媒体が、ポリマ流路１５４を経由して、終端部１０８からキャピラリ１０２内に流入する。また、キャピラリ１０２内の使用済泳動媒体は、試料導入端１０５から排出され、廃液容器１４６にて受け止められる。

電源ユニットは、キャピラリ１０２内の泳動媒体から構成される泳動路に電圧を印加する機構であり、試料を電気泳動できる。本実施例の電源ユニットは、中空電極１０６と陽極電極１６４に電気的接続され、１５ｋＶ前後の高電圧を発生できる高圧電源１６２を含む。

試料導入時は、キャピラリ１０２，ポリマ流路１５４及びチューブ１５５の内部を泳動媒体で満たし、サンプル容器１４７のウェルに保持された試料に試料導入端１０５を浸し、電磁弁１５６を開く。これにより、中空電極１０６，ウェル中の試料，キャピラリ102，ポリマ流路１５４，チューブ１５５，陽極バッファ容器１６３内の緩衝液、及び陽極電極１６４からなる通電路が形成される。そして、中空電極１０６を負電位、陽極電極164を正電位として、この通電路にパルス電圧を印加する。これにより、ウェル内に存在する負に帯電する試料成分、例えばＤＮＡが、試料導入端１０５から泳動路に導入される。

また、泳動分析時は、試料導入時と異なり、バッファ容器１４４に保持された緩衝液に試料導入端１０５を浸す。これにより、中空電極１０６，バッファ溶液１４４中の緩衝液，キャピラリ１０２，ポリマ流路１５４，チューブ１５５，陽極バッファ容器１６３内の緩衝液、及び陽極電極１６４からなる通電路が形成される。そして、試料導入時と異なり、１５ｋＶ前後の高電圧を印加する。これにより、照射部１０３から試料導入部１０４の方向に電界が生じ、泳動路に導入された負に帯電する試料成分が、照射部１０３の方向に電気泳動する。

温度制御ユニットは、試料成分の泳動速度に影響を与える泳動路の温度を制御する機構である。本実施例における温度制御ユニットは、図示しない恒温槽内にキャピラリ１０２を収容する。そして、ペルチェ等の温度制御機構により一定温度に保たれた空気を、ファン等の送風機構により恒温槽内を循環させ、キャピラリ１０２を所定温度に保つ。

以下、主に図４を参照して、電気泳動分析の基本的手順について説明する。

電気泳動分析の基本的手順は、事前準備２０１，泳動媒体充填２０３，予備泳動２０４，試料導入２０５、及び泳動分析２０６に大別できる。

本装置のオペレータは、分析開始前の事前準備として、試料や試薬を本装置にセットする（２０１）。

より具体的には、まず、バッファ容器１４４と陽極バッファ容器１６３に、通電路の一部を形成する緩衝液を満たす。また、サンプル容器１４７のウェル内に、分析対象である試料を分注する。また、洗浄容器１４５に、試料導入部１０４を洗浄する為の洗浄溶液を分注する。洗浄溶液は、例えば、純水である。

また、シリンジ１５３内に、試料を電気泳動する為の分離媒体を注入する。

さらに、キャピラリ１０２の劣化が予想される場合や、キャピラリ１０２の長さを変更する場合、キャピラリアレイ１０１を交換する。

そして、事前準備が完了した後、オペレータは本装置を操作して、分析を開始する
（２０２）。

泳動媒体充填２０３とは、キャピラリ１０２内に新しい泳動媒体を充填し、泳動路を形成する手順である。

本実施例における泳動媒体充填２０３では、まず、オートサンプラユニットにより廃液溶液１４６を試料導入部１０４の直下に運び、試料導入端１０５から排出される使用済の泳動媒体を受け止められるようにする（２１１）。

そして、シリンジ１５３を駆動して、キャピラリ１０２内に新しい泳動媒体を充填し、使用済の泳動媒体を廃棄する（２１２）。

最後に、洗浄容器１４５内の洗浄溶液に試料導入端１０５を浸し、泳動媒体により汚れた試料導入端１０５を洗浄する（２１３）。

予備泳動２０４とは、泳動媒体に所定の電圧を印加し、泳動媒体を電気泳動に適した状態にする手順である。

本実施例における予備泳動２０４では、まず、オートサンプラユニットにより、バッファ容器１４４内の緩衝液に試料導入端１０５を浸し、通電路を形成する（２１４）。

そして、電源ユニットにより、泳動媒体に数〜数十キロボルト程度の電圧を数〜数十分間加え、泳動媒体を電気泳動に適した状態とする（２１５）。

最後に、洗浄容器１４５内の洗浄溶液に試料導入端１０５を浸し、緩衝液により汚れた試料導入端１０５を洗浄する（２１６）。

試料導入２０５とは、試料成分を泳動路に導入する手順である。

本実施例における試料導入２０５では、まず、オートサンプラユニットにより、サンプル容器１４７のウェル内に保持された試料に試料導入端１０５を浸す。これにより、通電路が形成され、泳動路に試料成分を導入することが状態となる（２１７）。

そして、電源ユニットによりパルス電圧を通電路に印加し、泳動路に試料成分を導入する（２１８）。

最後に、洗浄容器１４５内の洗浄溶液に試料導入端１０５を浸し、試料により汚れた試料導入端１０５を洗浄する（２１９）。

泳動分析２０６とは、電気泳動により、試料中に含まれる各試料成分を分離分析する手順である。

本実施例における泳動分析２０６では、まず、オートサンプラユニットにより、バッファ容器１４４内の緩衝液に試料導入端１０５を浸し、通電路を形成する（２２０）。

そして、電源ユニットにより、通電路に１５ｋＶ前後の高電圧を印加し、泳動路に電界を発生させる（２２１）。発生した電界により、泳動路内の各試料成分は、各試料成分の性質に依存した速度で照射部１０３へ移動する。つまり、試料成分は、その移動速度の差により分離される。そして、照射部１０３に到達した試料成分から順番に検出される。例えば、試料が、塩基長の異なるＤＮＡを多数含む場合は、その塩基長により移動速度に差が生じ、塩基長の短いＤＮＡから順に照射部１０３に到達する。各ＤＮＡに、その末端塩基配列に依存した蛍光物質を取り付けておけば、照射部１０３に到達した順に、その末端塩基配列を検出できる。

そして、予定していたデータを取り終えたら電圧印加を停止し、泳動分析を終了する
（２１３）。

以上が、一連の分析手順である。さらに分析を実施する場合は、泳動媒体充填２０３から分析手順を進める。

次に、図５に、本発明によるロードヘッダとそのロードヘッダにキャピラリを接着充填する図を示す。以下、図５を参照して、本実施例の特徴的機構である接着剤吸着シートについて説明する。

前述したように、中空電極内は泳動安定性のために充填接着剤で充填されなければならないため、キャピラリガイド穴から充填接着剤を充填しているが、中空電極に入りきらずに、サイドにあふれた充填接着剤が、従来ならば接続板である導電ゴムと中空電極のわずかな隙間に入り込み、数個の中空電極は接触抵抗が高くなってしまうことがあった。しかし、本例のように、導電ゴムの上に接着剤吸取りシートが構成されれば、余分な接着剤は吸取りシートに吸取られ、導電ゴムと中空電極の隙間には到達しない。よって接触抵抗ですべての中空電極間の導通をとっている構造のロードヘッダでは、９６本すべての抵抗が安定な接触抵抗となり、それは９６本すべてが安定な電気泳動が可能なアレイを提供できるということである。

接着剤吸取りシートは、たとえば吸い取り紙，不織布、など接着剤のように、ある粘度を持つ液状の物質を吸着できれば良い。

また本例は、導電ゴムの上に接着剤吸取りシートを別部品として装着しているが、元々導電ゴムと吸取りシートが張り合わせてあるシートを使っても良い。

さらに、導電ゴムを導電スポンジにしてもまったく問題ない。

本実施例では、接着剤吸取りシートにより、導電ゴムまたは導電スポンジまで接着剤が浸透しないので、各中空電極との間に接着剤が入ることはなく、すべての中空電極の接触抵抗が安定であるメリットがある。
特徴的手順
図６に、本発明のロードヘッダ生産フロー図を示す。また、図７にその具体的方法図を示す。以下、図６，図７を参照して、本実施例の特徴的手順である中空電極がマトリクス状に精度よく接着できる方法を説明する。

図６の（Ａ）は従来のロードヘッダの製作手順を示す。最初に中空電極の位置決めをして精度良く接着している。しかし最後の工程である、フタの超音波溶着時に変形を起こすことがある。その理由の一つとしてフタとホルダがある程度反りなどの変形が考えられる。フタの方がホルダより曲げ強度が強いため、フタ側の形状にホルダが倣ってしまい、せっかくホルダと中空電極の位置精度を精度良く合わせ接着しても、中空電極のマトリクス状の位置精度が悪くなってしまっていた。フタとホルダ間の当たりもすべて必ずしも同じではなく、安定なロードヘッダの生産が難しかった。

図６の（Ｂ）が本発明の製作手順図を示す。（Ａ）とは、まるっきり逆で、精度が必要な中空電極のマトリクス状位置決めと接着を最後の工程にもってきてある。よって超音波溶着での変形はまったく無くなることとなる。

図７は、その代表的な具体的実施例を示す。（Ａ）では、セット治具にホルダをセットし、複数本の中空電極をホルダに開いている穴に挿入する。その後、導電スポンジを中空電極のフレア側から挿入する。導電スポンジなので、中空電極のフレア側で簡単に刺すことができ、導電シート側には中空電極が刺さる個所には何の加工も施す必要がない。別に、導電スポンジには中空電極のマトリクス状と同じ位置関係でスリット加工が入っていても良い。その後、接着剤吸取りシートも同様に挿入する。この接着剤吸取りシートも導電スポンジと同様に簡単に装着できるし、スリットがあってもかまわない。

（Ｂ）では、（Ａ）でできたホルダにフタを超音波溶着するところを示す。このとき導電スポンジとの摩擦で仮保持されているだけなので、中空電極自体はまだ、接着されていない。よって位置はまだ決まらない。

（Ｃ）では、フタが超音波溶着されたものに、中空電極が露出している側からホルダの穴に差し込まれている中空電極の根元に接着剤を塗布している状態を示す。この状態でも、まだ中空電極の位置は決まっていない。

（Ｄ）では、（Ｃ）のロードヘッダを中空電極位置決め治具にセットし、高温槽で接着剤を硬化させている状態を示す。各中空電極は、紙面に対し左右・前後方向においては、中空電極ＸＹ位置決め板の正確な穴位置により中空電極が位置決めされる。また上下方向は、上から押しピンを下の面に押し当てることにより、位置決めが行える。よってこのまま接着されれば、（Ｅ）のようにその後工程は何も無く、精度良い位置決めができた中空電極を持つロードヘッダが完成する。

もちろん、充填接着剤が２液混合の自然硬化タイプであれば、高温槽に入れなくて、自然に硬化するのを待てばよい。

次に図８と図９で、導電スポンジの効果を説明する。まず図８は、導電ゴムで従来の課題を示す図である。（Ａ）は図７（Ｃ）の接着剤塗布した後の一本の中空電極状態を示してある。従来の導電ゴムの場合、ゴム自体が硬いため、中空電極のフレア部では突き刺すことが不可能でスリットを設けてある。穴にしてしまうと、導通が取れなくなったしまうので、刺せるが、しっかりと中空電極と摩擦力が残るようにきつめのスリットにしてある。また、スリットの位置もばらつきを持つため、必ずしも正確な位置にスリットは切られていない。ゴムという物質は板状の場合、まげることは簡単であるが、板の面方向には伸ばすことは非常に困難である。よって、スリット位置が正確でなく、かつそのきつめのゴムのスリットに中空電極を無理に挿入すると、ゴムからは中空電極を押す力が発生している。言い換えれば、無理に押された固定状態になっている。この状態で（Ｂ）のように中空電極ＸＹ位置決め板で中空電極の先端を正確な位置に位置決めすると、導電ゴム部分は接着まではいかずとも、半固定状態のため、中空電極を曲げた状態となる。曲げた状態とは、接着剤の下の中空電極の部分が、図中の左側は圧縮力がたとえば図中の右側は引張力がかかったひずんだ状態である。この状態で、中空電極が接着剤で固定されたあと、中空電極ＸＹ位置決め板を取り外すと、曲げられていた中空電極が元に戻り、具体的には、図中の左側は圧縮が解放されて引張に、右側は引張が解放されて圧縮に働き、ひずみが元に戻り正確な位置決めができない（Ｃ）。

そこで、図９に導電スポンジの場合の図を示す。導電スポンジはゴムと比較して、板状になっていても曲げるのはもとより、板の面方向にも簡単に伸ばすことが可能である。よって、スリット穴位置が少しでもずれていても、半固定することはない。たとえスリットが無く、中空電極のフレアで突き刺してあっても、動かすのは非常に簡単である。よって、（Ａ）のように刺してあった中空電極も、中空電極ＸＹ位置決め板で強制されたとしても、導電スポンジとの接触面は十分にフレキシブルで中空電極に無理な力はかかっていない。したがって、中空電極はひずみ無く、曲げられていない、素直な状態で保持されている。この状態で接着剤が硬化し、中空電極ＸＹ位置決め板を取り除かれても、中空電極が元に戻るようなことはなく、正確なマトリクス状の位置に中空電極は接着される。

本実施例では、接続板に導電スポンジを採用しているので、中空電極の正確な位置決めがされたロードヘッダを提供できるのがメリットである。

また、本実施例では、キャピラリアレイとしてロードヘッダを使う場合、すでに中空電極の正確な位置が出ているので、位置修正しないでよいのがメリットである。

電気泳動装置の概略斜視図。 キャピラリヘッドの概略斜視図。 ポリマ充填ブロック近傍の概略断面図。 分析手順の概略フロー図。 ロードヘッダの構成とキャピラリ挿入図。 ロードヘッダ生産フロー図。 ロードヘッダ生産の具体例を示す図。 ロードヘッダ生産の具体例を示す図。 導電ゴムの課題を示す図。 導電スポンジの場合の図。

符号の説明

１０１…キャピラリアレイ、１０２…キャピラリ、１０３…照射部、１０４…試料導入部、１０５…試料導入端、１０６…中空電極、１０７…キャピラリヘッド、１０８…終端部、１１２…レーザ光源、１２１…照射光学ユニット、１２２…レーザ光、１２４…ビームスプリッタＡ、１２５…ミラーＡ、１２６…ビームスプリッタＢ、１２７…ミラーＢ、１３１…検出光学ユニット、１３２…検出窓、１３３…第１カメラレンズ、１３４…光学プリズム、１３５…第２カメラレンズ、１３６…２次元検出器、１４１…オートサンプラユニット、１４２…ロボットアーム、１４３…ツメ、１４４…バッファ容器、１４５…洗浄容器、１４６…廃液容器、１４７…サンプル容器、１５１…泳動媒体充填ユニット、
１５２…ポリマ充填ブロック、１５３…シリンジ、１５４…ポリマ流路、１５５…チューブ、１５６…電磁弁、１６１…電源ユニット、１６２…高圧電源、１６３…陽極バッファ容器、１６４…陽極電極。

Claims (6)

1. 複数のキャピラリと、複数のキャピラリの試料導入端が挿入される複数の中空電極と、
   複数の中空電極を所定位置に配置するロードヘッダを備えるキャピラリアレイであって、
   中空電極の外側に導電性スポンジを備え、複数の中空電極間が電気的に接続されており、
   前記導電性スポンジの上に、接着剤吸取りシートを備えたキャピラリアレイ。
2. 請求項１記載のキャピラリアレイであって、
   前記複数の中空電極が、行列形状に配置されていることを特徴とするキャピラリアレイ。
3. 請求項１記載のキャピラリアレイであって、
   前記複数の中空電極が、前記導電性スポンジを貫通していることを特徴とするキャピラリアレイ。
4. 複数のキャピラリと、複数のキャピラリの試料導入端が挿入される複数の中空電極と、複数の中空電極を所定位置に配置するロードヘッダを備え、中空電極の外側に導電性スポンジを有し、複数の中空電極間が電気的に接続されているキャピラリアレイと、
   キャピラリ内の泳動路に電圧を印加する電源と、
   電気泳動分離された試料に励起光を照射し、試料からの蛍光を取得する光学系と、を備え、
   前記導電性スポンジの上に、接着剤吸取りシートを備えた電気泳動装置。
5. 請求項４記載の電気泳動装置であって、
   前記複数の中空電極が、行列形状に配置されていることを特徴とする電気泳動装置。
6. 請求項４記載の電気泳動装置であって、
   前記複数の中空電極が、前記導電性スポンジを貫通していることを特徴とする電気泳動装置。

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