JP4577322B2 - Capillary array and cap set - Google Patents

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Description

本発明はDNA,蛋白質等の試料を分離分析するキャピラリアレイ電気泳動装置に用いられるキャピラリアレイに関する。   The present invention relates to a capillary array used in a capillary array electrophoresis apparatus for separating and analyzing samples such as DNA and protein.

複数のキャピラリを組み合わせてアレイを構成し、各キャピラリに電気泳動媒体と分析又は分離すべき試料を供給,移動させて、対象となる試料を分離・分析などに利用する技術はよく知られている。蛍光物質で標識されたDNA,蛋白質などの試料をキャピラリに供給する。このような技術は、米国特許第5366608,同5529679,同
5516409,同5730850,同5790727,同5582705,同5439578
,同5274240などに記載されている。分離・分析のスループットの観点からすると
、平板ゲルを用いた電気泳動法よりもマルチキャピラリを用いた方が、多くの利点がある
A technique is well known in which an array is configured by combining a plurality of capillaries, and an electrophoresis medium and a sample to be analyzed or separated are supplied to and moved to each capillary, and the target sample is used for separation and analysis. . A sample such as DNA or protein labeled with a fluorescent substance is supplied to the capillary. Such techniques are disclosed in US Pat. Nos. 5,366,608, 5,529,679, 5,516,409, 5,730,850, 5,790,727, 5,582,705, and 5,439,578.
, 5274240 and the like. From the viewpoint of separation / analysis throughput, there are many advantages of using a multicapillary rather than electrophoresis using a slab gel.

特開平9−96623号公報には、マルチキャピラリアレイを用いて、蛍光標識された試料を電気泳動により分離・分析する技術が開示されている。キャピラリアレイ電気泳動装置の基本構成は、キャピラリアレイ,レーザ光源等からなる励起光学系,蛍光を検出する受光光学系及び電気泳動させるための電圧印加部等より構成される。キャピラリアレイは、キャピラリを平面状に配列した構造で、キャピラリの配列面と平行方向から、蛍光体で標識された試料(蛍光試料)が満たされたキャピラリにレーザを照射し、キャピラリのレンズ作用によってレーザを集光させることにより、すべてのキャピラリ内の蛍光試料にレーザを照射する。レーザが照射させられた蛍光試料は蛍光を発光する。レーザの照射方向とほぼ垂直方向に発光する蛍光試料からの蛍光を受光光学系で検出することにより、試料測定を行う装置である。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-96623 discloses a technique for separating and analyzing a fluorescently labeled sample by electrophoresis using a multicapillary array. The basic configuration of the capillary array electrophoresis apparatus includes an excitation optical system including a capillary array, a laser light source, and the like, a light receiving optical system for detecting fluorescence, a voltage application unit for electrophoresis, and the like. A capillary array has a structure in which capillaries are arranged in a plane, and a laser filled with a sample (fluorescent sample) labeled with a phosphor is irradiated from a direction parallel to the array surface of the capillaries. By condensing the laser, the fluorescent samples in all the capillaries are irradiated with the laser. The fluorescent sample irradiated with the laser emits fluorescence. This is a device for measuring a sample by detecting fluorescence from a fluorescent sample that emits light in a direction substantially perpendicular to the laser irradiation direction with a light receiving optical system.

この公報においてはアレイの検知部は概略図で記載されているが、電気泳動装置に組み込むための具体的なキャピラリアレイの全体構成は記載されていない。   In this publication, the detection unit of the array is described in a schematic view, but the specific entire configuration of the capillary array to be incorporated in the electrophoresis apparatus is not described.

米国特許第5366608US Pat. No. 5,366,608 米国特許第5529679US Pat. No. 5,529,679 米国特許第5516409US Pat. No. 5,516,409 米国特許第5730850US Pat. No. 5,730,850 米国特許第5790727US Pat. No. 5,790,727 米国特許第5582705US Pat. No. 5,582,705 米国特許第5439578US Pat. No. 5,439,578 米国特許第5274240US Pat. No. 5,274,240 特開平9−96623号公報JP-A-9-96623

本発明の目的は、上記キャピラリアレイ電気泳動装置に好適な具体的なキャピラリアレイの構成を提供することである。   An object of the present invention is to provide a specific capillary array configuration suitable for the capillary array electrophoresis apparatus.

本発明は、光検知部,緩衝液注部,電極内蔵キャピラリヘッドを備えたキャピラリアレイを提供する。本発明のキャピラリアレイは電気泳動装置に必要な機能を備えたものである。   The present invention provides a capillary array including a light detection unit, a buffer solution injection unit, and a capillary head with a built-in electrode. The capillary array of the present invention has functions necessary for an electrophoresis apparatus.

本発明をより具体的に説明すると、表面にポリマー保護膜を有し、一端が束ねられ他端が広げられた複数のキャピラリと、該キャピラリが近接してほぼ平面上に整列されて上記ポリマー保護膜が除去された光検知部と、上記広げられたキャピラリを一体に保持し、電極を内蔵したヘッドと、該ヘッドに電気的に接続され、試料液中に浸漬される電極と、上記束ねられたキャピラリに設けられた他方の電極とを有するキャピラリアレイに関する。   The present invention will be described in more detail. A plurality of capillaries having a polymer protective film on the surface, one end of which is bundled and the other end being widened, and the capillaries are arranged close to each other on a substantially flat surface to protect the polymer. The light detection unit from which the film has been removed, the above-described widened capillary, and a head with a built-in electrode, an electrode electrically connected to the head and immersed in the sample solution, and the bundle The present invention relates to a capillary array having the other electrode provided in the capillary.

また、他の実施態様によれば、保護被覆を有する複数のキャピラリの一端を束ねて、その端部を平滑に揃えて緩衝液注入口を形成し、該キャピラリの他端は電極を内蔵したキャピラリヘッドを貫通して、該電極と電気的に接続された金属管に挿入され、該キャピラリの中間部に光検知部を形成し、該光検知部はキャピラリの保護被覆を除去して、第1の支持基板と第2の支持基板とにより積層されて、該基板の一方に形成された窓から蛍光を発するように構成され、該支持基板の蛍光発射側とは反対側の面に黒塗を形成したキャピラリアレイが提供される。   Further, according to another embodiment, one end of a plurality of capillaries having a protective coating is bundled, and the end portions thereof are smoothly aligned to form a buffer solution inlet, and the other end of the capillary is a capillary having an electrode built therein. The head is inserted into a metal tube electrically connected to the electrode through the head, and a light detection portion is formed in the middle portion of the capillary. The light detection portion removes the protective coating of the capillary, and the first The support substrate and the second support substrate are stacked to emit fluorescence from a window formed on one side of the substrate, and the surface opposite to the fluorescence emission side of the support substrate is painted black. A formed capillary array is provided.

該キャピラリアレイの光検知部の支持基板の一方にレーザ光が通過する溝を設け、その底面が蛍光の反射を減少するように加工してもよい。該キャピラリヘッドのキャピラリが切り揃えられて管に密に挿入され固定されている。固定の方法は接着剤を注入して硬化するなどの方法がある。該試料注入口を保護するキャップを取り付けることにより、キャピラリアレイの輸送,取り扱い,管理が安心して行える。また、使用中断中のキャピラリアレイの開放端の乾燥を防ぐことができる。該試料注入口におけるキャピラリを該金属管からわずかに突出させる。   A groove through which laser light passes may be provided on one of the support substrates of the light detection unit of the capillary array, and the bottom surface thereof may be processed so as to reduce the reflection of fluorescence. The capillaries of the capillary head are cut out and inserted into the tube closely and fixed. The fixing method includes a method of injecting an adhesive and curing. By attaching a cap that protects the sample inlet, the capillary array can be transported, handled, and managed with peace of mind. In addition, drying of the open end of the capillary array during use interruption can be prevented. The capillary at the sample inlet is slightly protruded from the metal tube.

光検知部においては、蛍光を発生する窓とは反対側に反射光遮蔽膜を設けてノイズを減らすようにしてある。キャピラリアレイの試料供給部にはアレイヘッドの電極に電気的に接続した金属管電極が設けてあり、この中にキャピラリが挿入され、かつ金属管内で接着剤等により固定されている。   In the light detection section, a reflected light shielding film is provided on the side opposite to the window that generates fluorescence to reduce noise. The sample supply part of the capillary array is provided with a metal tube electrode electrically connected to the electrode of the array head, and a capillary is inserted into this and fixed in the metal tube with an adhesive or the like.

試料供給部の先端には、緩衝液を入れることができるキャップが取り付けられるようになっており、運搬中は試料供給部の先端を保護する。キャピラリアレイを電気泳動装置に組み込んで分離・分析に使用した後、分析を中断するときは、上記キャップに緩衝液を入れて、キャピラリ先端の乾燥を防止することによって、キャピラリがいつでも再使用できる状態に保持することができる。   A cap capable of containing a buffer solution is attached to the tip of the sample supply unit to protect the tip of the sample supply unit during transportation. When a capillary array is installed in an electrophoresis device and used for separation and analysis, when the analysis is interrupted, a buffer can be placed in the cap to prevent the capillary tip from drying, so that the capillary can be reused at any time. Can be held in.

本発明によれば、取り扱い性がよく、機械的な保護が十分確保され、しかも電気泳動装置に取り付け,取り外しが容易なキャピラリアレイを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a capillary array that is easy to handle, has sufficient mechanical protection, and can be easily attached to and detached from the electrophoresis apparatus.

以下、本発明の実施形態を図を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明のキャピラリアレイを電気泳動システムに適用したときの概略図である
。複数のキャピラリたとえば16本をまとめて1つのアレイにする。光検知部29には下部支持板a(ガラス基板)と上部支持板b(シリコン基板)が設けられ、キャピラリのポリイミド被覆を除去して透明にした部分が、窓に設けられる。図2には本発明のキャピラリアレイの全体構造が示され、キャピラリ1,光検知部29,キャピラリヘッド30及び電極内蔵ロードヘッダ31を備えている。キャピラリの先端は、電極管32に挿入され、固定されている。電気泳動の電圧はキャピラリヘッド30とロードヘッダ31の間に掛けられる。
FIG. 1 is a schematic diagram when the capillary array of the present invention is applied to an electrophoresis system. A plurality of capillaries, for example, 16 are collected into one array. The light detection unit 29 is provided with a lower support plate a (glass substrate) and an upper support plate b (silicon substrate), and a portion made transparent by removing the polyimide coating of the capillary is provided in the window. FIG. 2 shows the overall structure of the capillary array of the present invention, which includes a capillary 1, a photodetection unit 29, a capillary head 30, and a built-in electrode load header 31. The tip of the capillary is inserted into the electrode tube 32 and fixed. The electrophoresis voltage is applied between the capillary head 30 and the load header 31.

図1において、レーザ光源20により発生するレーザ33はビームスプリッター22により2分割され、ミラー21により進行方向が変更される。集光レンズ23によりレーザ33は集光され、キャピラリ1が配列する平面と平行方向から、キャピラリ1を照射する
。キャピラリ1の内部は蛍光標識された試料(蛍光試料34)で満たされており、レーザ33を蛍光試料34に照射することにより、蛍光試料34が蛍光35を発光する。蛍光
35の検出は、キャピラリ1が配列する平面とほぼ垂直方向に発光する蛍光35を、第1レンズ24により平行光にし、光学フィルタ及び像分割プリズム25により像分割をした後、第2レンズ26によりCCDカメラ27に結像し、CCDカメラ27により検出することにより行い、検出する測定データは処理演算装置28により処理する。
In FIG. 1, a laser 33 generated by a laser light source 20 is divided into two by a beam splitter 22, and a traveling direction is changed by a mirror 21. The laser 33 is condensed by the condensing lens 23 and irradiates the capillary 1 from a direction parallel to the plane in which the capillary 1 is arranged. The inside of the capillary 1 is filled with a fluorescently labeled sample (fluorescent sample 34), and the fluorescent sample 34 emits fluorescent light 35 by irradiating the fluorescent sample 34 with the laser 33. The fluorescence 35 is detected by making the fluorescence 35 that emits light in a direction substantially perpendicular to the plane in which the capillaries 1 are arranged into parallel light by the first lens 24, dividing the image by the optical filter and the image dividing prism 25, and then the second lens 26. The image is formed on the CCD camera 27 and detected by the CCD camera 27, and the measurement data to be detected is processed by the processing arithmetic unit 28.

なお、図1においては、レーザ33は光検出部29の両側から照射しているが、片側のみ照射させる構成でもよく、受光光学系においても、図1に示す構成に限るものではない
。また、キャピラリ1の構成本数は16本に限るものではなく、緩衝液注入口30や導電性蛍光試料注入口32の構成などについても図1に示す構成に限るものではない。
In FIG. 1, the laser 33 irradiates from both sides of the light detection unit 29, but it may be configured to irradiate only one side, and the light receiving optical system is not limited to the configuration shown in FIG. The number of capillaries 1 is not limited to 16, and the configuration of the buffer solution inlet 30 and the conductive fluorescent sample inlet 32 is not limited to the configuration shown in FIG.

続いてキャピラリアレイ電気泳動装置の操作手順を説明する。緩衝液容器17に入っている緩衝液36を、緩衝液注入口30からキャピラリ1内に注入する。次に蛍光試料34で満たされた蛍光試料容器18に導電性蛍光試料注入口32を入れ、キャピラリ1内に蛍光試料34を注入する。その後、導電性蛍光試料注入口32を緩衝液の入った緩衝液容器(図では省略)に入れ、緩衝液注入口30と蛍光試料注入口31との間に高電圧電源19により高電圧を印加することにより、電気泳動を生じさせる。電気泳動の移動速度は分子の電荷の大きさに比例し、分子の大きさに逆比例するので、蛍光試料34は分離される。高電圧を長時間印加し続けることにより電気泳動を長時間生じさせ、この時に発光する蛍光35を連続的に測定するものである。   Subsequently, an operation procedure of the capillary array electrophoresis apparatus will be described. The buffer solution 36 contained in the buffer solution container 17 is injected into the capillary 1 from the buffer solution inlet 30. Next, the conductive fluorescent sample injection port 32 is put into the fluorescent sample container 18 filled with the fluorescent sample 34, and the fluorescent sample 34 is injected into the capillary 1. Thereafter, the conductive fluorescent sample inlet 32 is placed in a buffer container (not shown) containing a buffer solution, and a high voltage is applied between the buffer inlet 30 and the fluorescent sample inlet 31 by the high voltage power source 19. To cause electrophoresis. Since the migration speed of electrophoresis is proportional to the magnitude of the charge of the molecule and inversely proportional to the magnitude of the molecule, the fluorescent sample 34 is separated. Electrophoresis occurs for a long time by continuously applying a high voltage for a long time, and the fluorescence 35 emitted at this time is continuously measured.

光検出部の詳細構造が図3に示されている。図3においては、ガラス基板3とシリコン基板2との間に、ポリイミド被覆10の除去部9を設けたキャピラリアレイ1を挟んでいる。ガラス基板にはレーザ光が通過する溝が形成され、その溝の底面はすりガラス11になっている。なお、ガラス基板の溝部以外はレーザ非照射部5である。   The detailed structure of the light detection unit is shown in FIG. In FIG. 3, the capillary array 1 provided with the removal portion 9 of the polyimide coating 10 is sandwiched between the glass substrate 3 and the silicon substrate 2. A groove through which laser light passes is formed in the glass substrate, and the bottom surface of the groove is ground glass 11. In addition, the laser non-irradiation part 5 is other than the groove part of the glass substrate.

シリコン基板2には蛍光を取り出すための窓6を有する窓枠7が設けられる。ガラス基板の外側には黒塗46が形成され、蛍光の反射によるノイズを減少させる。   The silicon substrate 2 is provided with a window frame 7 having a window 6 for extracting fluorescence. A black coating 46 is formed on the outside of the glass substrate to reduce noise due to fluorescence reflection.

図4は、図3のレーザ非照射部5における断面を示す。   FIG. 4 shows a cross section of the laser non-irradiation part 5 of FIG.

ポリイミド被覆が接触するガラス基板3表面は干渉縞が観察される程度に高精度に加工されており、平面度が高い。複数本のキャピラリはポリイミド樹脂10を介して前述の高平坦面に接触させ、配列させてある。これにより複数本のキャピラリはガラス基板3に倣うことになり精度良く且つ簡単に配列することができる。シリコン基板2にはV溝8が形成され、キャピラリをこの溝内で整列する。   The surface of the glass substrate 3 in contact with the polyimide coating is processed with a high degree of accuracy so that interference fringes can be observed, and the flatness is high. A plurality of capillaries are arranged in contact with the above-described highly flat surface via the polyimide resin 10. As a result, the plurality of capillaries follow the glass substrate 3 and can be arranged accurately and easily. A V-groove 8 is formed in the silicon substrate 2, and the capillaries are aligned in the groove.

図5は、図3のレーザ照射部4における断面を示す。(a)は黒塗46が無いときの説
明図で、(b)は黒塗46が有るときの説明図である。
FIG. 5 shows a cross section of the laser irradiation unit 4 of FIG. (A) is explanatory drawing when there is no black coating 46, (b) is explanatory drawing when the black coating 46 exists.

まず黒塗46が無い(a)の時、レーザ47は前述の精度良く配列された複数本のキャピラリを串刺しするように通過する。この時溶融石英管9の表面から散乱光51がガラス基板3を通過し、ガラス基板3と対面する対面部材49の表面の蛍光発生物質に照射され
、その時発生する発光52が溶融石英に戻り、さらに貫通窓6を通過して、第一レンズ
24に向かい、ノイズを拾うことになる。また、ガラス基板3の裏面に蛍光発生物資50が付着している場合でも同様で、ノイズとなる。
First, when there is no black coating 46 (a), the laser 47 passes through the plurality of capillaries arranged with high accuracy as described above. At this time, the scattered light 51 passes from the surface of the fused quartz tube 9 through the glass substrate 3 and is irradiated to the fluorescent material on the surface of the facing member 49 facing the glass substrate 3, and the emitted light 52 generated at that time returns to the fused quartz. Further, it passes through the through window 6 and goes to the first lens 24 to pick up noise. The same applies to the case where the fluorescent material 50 is attached to the back surface of the glass substrate 3 and causes noise.

しかし、(b)のように、ガラス基板3の裏に黒塗46を施しておくと、対面部材に蛍
光発生物質50があっても、さらに黒塗46を施した後に蛍光発生物質が付着しても、散乱光51は黒塗46に吸収され、ノイズの原因が取り除かれる。
However, as shown in (b), if the black coating 46 is applied to the back of the glass substrate 3, even if the fluorescence generating material 50 is present on the facing member, the fluorescence generating material adheres after the black coating 46 is further applied. However, the scattered light 51 is absorbed by the black paint 46 and the cause of noise is removed.

もちろん、黒塗46の物性は蛍光を発生しない塗料を使用する。代表的な塗る作業はシルクスクリーンなどが用いられる。もちろんその他の印刷方法でもかまわないし、手塗りでも十分である。   Of course, the physical properties of the black paint 46 use a paint that does not generate fluorescence. A typical painting operation is a silk screen or the like. Of course, other printing methods may be used, and hand coating is sufficient.

図6は、図3を上から見た代表的平面図で概略を示している。シリコン基板2は2点鎖線で示す。シリコン基板2に設けられている貫通窓6も2点鎖線で示してある。複数本のキャピラリが並んでいる状態を示してある。   FIG. 6 schematically shows a representative plan view of FIG. 3 viewed from above. The silicon substrate 2 is indicated by a two-dot chain line. The through window 6 provided in the silicon substrate 2 is also indicated by a two-dot chain line. A state in which a plurality of capillaries are arranged is shown.

図6によりキャピラリの整列を説明する。光検出部のキャピラリはその部分だけ、溶融石英管9を被覆しているポリイミド樹脂10が除去されている。従来、この除去は1本毎に別々に所定の寸法だけ除去された後、その除去部分を整列させていた。この時1本毎のため所定の除去幅に加工誤差が生じ、除去幅がまちまちとなる。またその除去部の特に境界(ポリイミド樹脂10が切れている境界)を合わせる様に整列させるが、この時にも合わせ誤差が生じ多くの作業時間が掛かる。通常、境界部分が合っていないことですぐに確認できる。最悪の場合は、ポリイミド樹脂が貫通窓6から見えることになり、検出に大きな影響を及ぼすことになる。   The capillary alignment will be described with reference to FIG. The polyimide resin 10 covering the fused quartz tube 9 is removed only from the capillary of the light detection portion. Conventionally, this removal has been performed by removing a predetermined size separately for each piece and then aligning the removed portions. At this time, a processing error occurs in a predetermined removal width for every one, and the removal width varies. Further, alignment is performed so that the boundary (boundary where the polyimide resin 10 is cut) of the removed portion is aligned, but also alignment error occurs at this time, and much work time is required. Usually, it can be confirmed immediately because the boundary does not match. In the worst case, the polyimide resin can be seen from the through window 6, which greatly affects the detection.

そこで、1本毎の被覆除去はやらないで、まずキャピラリを整列させた後、一括してポリイミド樹脂を除去すれば、複数本のキャピラリのポリイミド樹脂10の除去部がきれいに整列される。前述の境界部が揃っていることですぐに確認できる。除去部の所定の幅、所定の位置は複数本のキャピラリを一緒に自由に変えられる。   Therefore, without removing the coating for each one, after aligning the capillaries first and then removing the polyimide resin all at once, the removed portions of the polyimide resin 10 of the plurality of capillaries are neatly aligned. It can be confirmed immediately by the fact that the above-mentioned boundary portions are aligned. The predetermined width and the predetermined position of the removing portion can be freely changed together with a plurality of capillaries.

図7は本発明の実施形態であるロードヘッダ部の説明図である。ロードヘッダ部は、キャピラリ211,金属管として電極SUSパイプ212,ホルダ214,ホルダカバー
215,電極216などから構成される。ホルダ内部は、燐青銅製の電極板216にSUSパイプ212を通して溶接したものが組込まれている。図7に示すように、キャピラリ
211は、ホルダカバー215の穴を経由して、SUSパイプの中を通し、SUSパイプの反対側端面に1mm弱突き出している。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a load header portion according to the embodiment of the present invention. The load header section includes a capillary 211, an electrode SUS pipe 212 as a metal tube, a holder 214, a holder cover 215, an electrode 216, and the like. The inside of the holder is assembled by welding a phosphor bronze electrode plate 216 through a SUS pipe 212. As shown in FIG. 7, the capillary 211 passes through the hole of the holder cover 215, passes through the SUS pipe, and projects slightly less than 1 mm to the opposite end surface of the SUS pipe.

キャピラリヘッドと蛍光検出部が組まれた16本のキャピラリのロードヘッダ側の先端を、蛍光検出部の中心からL+10mmの長さに切り揃える。ここでLは、ロードヘッダが組立完成後における蛍光検出部の中心からロードヘッダ先端までのキャピラリ長さで、シーケンサーの分離性能と泳動時間などから所定の長さが要求され、例えば、220,360
,500,800mmなどに設計される。次に、キャピラリ211をロードヘッダカバー
215の穴から各キャピラリに対応したSUSパイプ212を通す。そして、各キャピラリ211がSUSパイプ212の先端から10mmだけ出るように調整した状態で、ロードヘッダカバー215の穴に接着剤を注入し、各キャピラリ211をロードヘッダカバー
215に固定する。
The tips on the load header side of the 16 capillaries assembled with the capillary head and the fluorescence detection unit are trimmed to a length of L + 10 mm from the center of the fluorescence detection unit. Here, L is the capillary length from the center of the fluorescence detection section to the tip of the load header after the assembly of the load header is completed, and a predetermined length is required from the separation performance of the sequencer and the migration time.
, 500, 800 mm, etc. Next, the capillary 211 is passed through the SUS pipe 212 corresponding to each capillary from the hole of the load header cover 215. Then, with each capillary 211 adjusted so that it protrudes 10 mm from the tip of the SUS pipe 212, an adhesive is injected into the hole of the load header cover 215 to fix each capillary 211 to the load header cover 215.

次にロードヘッダ先端部の加工を説明する。図8はその説明図を示す拡大断面図である
。図に示すように、SUSパイプ212とキャピラリ211の間に接着剤217を注入し
、SUSパイプ212とキャピラリ211の隙間を封じる。その後、ブレードを用いた切断装置で、キャピラリ211の先端をSUSパイプ212の端面から0.5〜1.0mmの長さに切断する。以上の方法により、ロードヘッダ先端から蛍光検出部までの各キャピラリ211の長さを一定に揃えることが可能で、16本のキャピラリ211の泳動時間を均一に出来る。また、SUSパイプ212とキャピラリ211の隙間を封じた構造は、サンプル液が隙間に入るのを防止し、別サンプルを測定する場合のキャリーオーバーを防止するのに不可欠である。
Next, processing of the load header tip will be described. FIG. 8 is an enlarged sectional view showing the explanatory diagram. As shown in the drawing, an adhesive 217 is injected between the SUS pipe 212 and the capillary 211 to seal the gap between the SUS pipe 212 and the capillary 211. Thereafter, the tip of the capillary 211 is cut to a length of 0.5 to 1.0 mm from the end face of the SUS pipe 212 with a cutting device using a blade. By the above method, the lengths of the capillaries 211 from the load header tip to the fluorescence detection unit can be made uniform, and the migration time of the 16 capillaries 211 can be made uniform. Further, the structure in which the gap between the SUS pipe 212 and the capillary 211 is sealed is indispensable for preventing the sample liquid from entering the gap and preventing carryover when measuring another sample.

次に、キャピラリ211のSUSパイプ212先端からの長さは、DNA分子をキャピラリ内に導入するための最適電場形成に0.5mm 以上が必要である。一方、図8に示すように、マイクロリッター程度の微量サンプルを測定するためには、キャピラリ211の先端長さは1.0mm 以下にする必要がある。0.5〜1.0mmの長さは、SUSパイプ212先端の接着剤封入作業と、キャピラリ先端の切断作業にも適切な長さである。   Next, the length of the capillary 211 from the tip of the SUS pipe 212 needs to be 0.5 mm or more in order to form an optimum electric field for introducing DNA molecules into the capillary. On the other hand, as shown in FIG. 8, in order to measure a trace amount sample of about microliter, the tip length of the capillary 211 needs to be 1.0 mm or less. The length of 0.5 to 1.0 mm is also appropriate for the adhesive sealing work at the tip of the SUS pipe 212 and the cutting work at the tip of the capillary.

本発明の他の実施形態であるロードヘッダのSUSパイプ212の先端形状を説明する
。全体の構造は上記実施形態と同じであるが、ホルダに内蔵される側の先端を、円錐上に広げた形状のSUSパイプ212を使用する。その結果、ロードヘッダカバー215の穴からキャピラリ211をSUSパイプ212に挿入する時、両者の穴の同心度が多少ずれていても、容易に挿入でき、作業性が向上できる効果がある。
The tip shape of the SUS pipe 212 of the load header which is other embodiment of this invention is demonstrated. The overall structure is the same as that of the above embodiment, but a SUS pipe 212 having a shape in which the tip on the side incorporated in the holder is expanded on a cone is used. As a result, when the capillary 211 is inserted into the SUS pipe 212 from the hole of the load header cover 215, even if the concentricity of the two holes is slightly deviated, the capillary 211 can be easily inserted and the workability can be improved.

図9は本発明におけるキャピラリアレイの試料注入部とその保護キャップとの関係を示す斜視図である。キャピラリアレイのロードヘッダ31の先端にある試料注入部をキャップ341にはめ込む様に構成する。これにより、キャピラリアレイの運搬時の保護を図ることができ、しかもキャピラリアレイを使用して電気泳動装置の運転を一次中断する場合
、あるいは何らかの理由でキャピラリアレイを電気泳動装置から取り外して保管する場合
、キャピラリ先端が乾燥しないように緩衝液などをキャップに入れてこの中にキャピラリアレイを浸しておく事でキャピラリアレイを保護できる。キャップ341のつば部134はロードヘッダ31との密着を図る。
FIG. 9 is a perspective view showing the relationship between the sample injection portion of the capillary array and its protective cap in the present invention. The sample injection section at the tip of the load header 31 of the capillary array is configured to fit into the cap 341. As a result, it is possible to protect the capillary array during transportation, and when the operation of the electrophoresis apparatus is temporarily interrupted using the capillary array, or when the capillary array is removed from the electrophoresis apparatus for some reason and stored. The capillary array can be protected by putting a buffer solution or the like in the cap and immersing the capillary array in the cap so that the capillary tip does not dry. The flange part 134 of the cap 341 is in close contact with the load header 31.

図10は本発明におけるキャピラリヘッドとそ保護キャップとの関係を示す図である。30にシリコンゴム製のキャップ111をはめ込む構成になっている。これにより、図9の保護キャップ341と同様、キャピラリアレイの運搬時の保護を図ることができる。また、キャピラリアレイを電気泳動装置から取り外して保管する場合、キャピラリヘッド先端の乾燥を防ぐことができる。   FIG. 10 is a view showing the relationship between the capillary head and its protective cap in the present invention. 30 is configured to fit a cap 111 made of silicon rubber. Thereby, similarly to the protective cap 341 in FIG. 9, protection during transportation of the capillary array can be achieved. Further, when the capillary array is detached from the electrophoresis apparatus and stored, drying of the tip of the capillary head can be prevented.

なお以上説明したキャピラリアレイにおいて使用しているキャピラリ1は、内径50±10μm,外径340±20μmの溶融石英チューブを使用する。溶融石英チューブはそれ自体だと非常に折損し易いので、15±5μm厚さのポリイミド被覆をつける。キャピラリの内径は蛍光試料34の微量化を考慮すると細い方が望ましいが、蛍光試料34と溶融石英の屈折率差による凹レンズ効果を抑えるためには内径が細すぎない方が良い。溶融石英管内径を50〜100μmが好ましい。また、外径は上記屈折率差による影響を抑えるためには、細い方が良いが、細くなると逆に静電気により組立てしづらくなるため、溶融石英管外径を250〜350μmが好ましい。   The capillary 1 used in the capillary array described above uses a fused silica tube having an inner diameter of 50 ± 10 μm and an outer diameter of 340 ± 20 μm. Since the fused quartz tube itself is very fragile, a 15 ± 5 μm thick polyimide coating is applied. The inner diameter of the capillary is preferably thinner in consideration of the minute amount of the fluorescent sample 34. However, in order to suppress the concave lens effect due to the refractive index difference between the fluorescent sample 34 and the fused silica, it is better that the inner diameter is not too small. The inner diameter of the fused quartz tube is preferably 50 to 100 μm. The outer diameter is preferably thinner in order to suppress the influence of the difference in refractive index. However, since the outer diameter is difficult to be assembled due to static electricity, the outer diameter of the fused silica tube is preferably 250 to 350 μm.

また、キャピラリ1の被覆材としてはポリイミド樹脂10に限る必要はなく、ポリイミド樹脂10と同等の電気絶縁性、およびその他諸特性を持つ部材を用いてもよい。   Further, the covering material for the capillary 1 is not limited to the polyimide resin 10, and a member having the same electrical insulating properties as the polyimide resin 10 and other characteristics may be used.

以上のように、本発明のキャピラリアレイは、電気泳動装置に組み込むのに必要な光検知部,電圧印加部及び緩衝液ゲル供給部が一体となっており、電気泳動に必要な基本機能を備えたキャピラリアレイである。   As described above, the capillary array of the present invention has a basic function necessary for electrophoresis, which is a combination of the light detection unit, the voltage application unit, and the buffer solution gel supply unit that are necessary for incorporation into the electrophoresis apparatus. Capillary array.

本発明のキャピラリアレイが適用される電気泳動システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the electrophoresis system to which the capillary array of this invention is applied. 本発明によるキャピラリアレイの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the capillary array by this invention. 本発明によるキャピラリアレイの光検知部の構成を示す分解図である。It is an exploded view which shows the structure of the photon detection part of the capillary array by this invention. 本発明によるキャピラリアレイの光検知部の非照射部の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the non-irradiation part of the photon detection part of the capillary array by this invention. 図3における黒塗の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the black painting in FIG. 図3の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 3. ロードヘッダ近傍の構成を示す一部切り欠き斜視図である。It is a partially cutaway perspective view showing the configuration near the load header. キャピラリ先端具体構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the capillary tip specific structure. ロードヘッダと保護キャップとの関係を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the relationship between a load header and a protective cap. キャピラリヘッド部の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a capillary head part.

符号の説明Explanation of symbols

1…キャピラリ、2…シリコン基板、3…ガラス基板、4…レーザ照射部、5…レーザ非照射部、6…貫通窓、7…貫通窓枠、8…V溝、9…除去所、10…ポリイミド樹脂、11…すりガラス面、46…黒塗、212…SUSパイプ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capillary, 2 ... Silicon substrate, 3 ... Glass substrate, 4 ... Laser irradiation part, 5 ... Laser non-irradiation part, 6 ... Through window, 7 ... Through window frame, 8 ... V groove, 9 ... Removal place, 10 ... Polyimide resin, 11 ... ground glass surface, 46 ... black paint, 212 ... SUS pipe.

Claims (1)

試料を注入できる試料注入端と、電気泳動媒体を注入できる他端と、を備える複数のキャピラリと、複数のキャピラリにおける試料注入端を広げて保持するホルダ部と、励起光が照射される複数のキャピラリの一部を整列する光検知部と、を含み電気泳動装置に取り付け,取り外しできるキャピラリアレイと、
緩衝液を保持できる容器部分と、前記ホルダ部に密着できる密着部分と、を有するキャップと、
を含み、前記キャピラリアレイを前記電気泳動装置から取り外して保管するとき、前記キャピラリアレイに前記キャップを取り付け可能な、キャピラリアレイとキャップのセットであって、
前記密着部分は、前記容器部分の上部から外側に広がったつば部であるキャピラリアレイとキャップのセット。
A plurality of capillaries having a sample injection end capable of injecting a sample and another end capable of injecting an electrophoretic medium; a holder portion for expanding and holding the sample injection end in the plurality of capillaries; and a plurality of excitation light irradiated A capillary array that can be attached to and detached from the electrophoretic device, including a photodetecting section that aligns a portion of the capillaries;
A cap having a container part capable of holding a buffer solution and a close contact part capable of being in close contact with the holder part;
A set of capillaries and caps that can be attached to the capillaries when the capillaries are removed from the electrophoresis apparatus and stored;
The contact portion is a set of a capillary array and a cap, which is a flange portion extending outward from the upper portion of the container portion .
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