JP5306030B2 - Electrophoresis device - Google Patents
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Description
本発明は、キャピラリ電気泳動装置に関し、特に、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽に関する。 The present invention relates to a capillary electrophoresis apparatus, and more particularly to a thermostatic chamber of a capillary electrophoresis apparatus.
キャピラリ電気泳動装置にて用いられるキャピラリ内には分離媒体が充填されており、電気泳動を行うために、キャピラリの両端に高電圧を印加する。分離媒体は、ジュール熱によって加熱され、熱拡散により試料の分離能力が低下する。 A capillary used in a capillary electrophoresis apparatus is filled with a separation medium, and a high voltage is applied to both ends of the capillary in order to perform electrophoresis. The separation medium is heated by Joule heat, and the separation ability of the sample decreases due to thermal diffusion.
従来、分離媒体の発熱を抑制し、且つ分離媒体の温度を一定に保つために、キャピラリは、温度制御機構を備えた恒温槽に配置される。 Conventionally, in order to suppress the heat generation of the separation medium and keep the temperature of the separation medium constant, the capillary is disposed in a thermostatic chamber equipped with a temperature control mechanism.
特許文献1に記載されているキャピラリ電気泳動装置では、キャピラリ間の泳動時間のばらつきを少なくするために、キャピラリアレイの一部をキャピラリの長さや本数に合わせた形状のカバーで覆っている。キャピラリの長さや本数に最適化した形状のカバーの中を温度調整された空気を循環させることにより、効率よくキャピラリの温度調整を行うことができる。 In the capillary electrophoresis apparatus described in Patent Document 1, a part of the capillary array is covered with a cover having a shape corresponding to the length and number of capillaries in order to reduce the variation in the migration time between the capillaries. By circulating the temperature-adjusted air through a cover having a shape optimized for the length and number of capillaries, the temperature of the capillaries can be adjusted efficiently.
キャピラリの長さや本数は一定ではない、即ち、変化する。しかしながら、従来のキャピラリ電気泳動装置では、キャピラリの長さや本数が変化しても、同一の恒温槽を使用する。恒温槽では、キャピラリの領域のみの温度を制御することはできないため、恒温槽の全域の温度を制御する。従って、恒温槽内に温度制御された風を循環させ温度調整を行う。しかしながら、恒温槽内において、風速にばらつきが発生すると、キャピラリの温度のばらつきが起き、試料の分離能力が低下する。 The length and number of capillaries are not constant, i.e., vary. However, the conventional capillary electrophoresis apparatus uses the same thermostat even if the length or number of capillaries changes. In the thermostat, the temperature of only the capillary region cannot be controlled, so the temperature of the entire thermostat is controlled. Therefore, the temperature is adjusted by circulating the temperature-controlled wind in the thermostat. However, if the wind speed varies in the thermostatic chamber, the capillary temperature varies, and the sample separation ability decreases.
本発明の目的は、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽において、キャピラリの長さや本数が変化しても、キャピラリ全体を均一な風速で温度調整することにある。 An object of the present invention is to adjust the temperature of the entire capillary at a uniform wind speed even if the length or number of the capillaries changes in the thermostat of the capillary electrophoresis apparatus.
本発明は、1本又は複数本のキャピラリと、キャピラリ内にて泳動分離された試料に励起光を照射し、試料からの蛍光を検出する光学系と、キャピラリを一定の温度に保持する恒温槽と、を有するキャピラリ電気泳動装置に関する。 The present invention relates to one or a plurality of capillaries, an optical system for detecting fluorescence from the sample by irradiating the sample separated and electrophoresed in the capillary, and a thermostatic chamber for holding the capillary at a constant temperature. And a capillary electrophoresis apparatus.
恒温槽は、温度制御板と、ファンと、該ファンの吐出口から吸引口まで延びる湾曲した壁とを有する。キャピラリは、壁によって形成された収納部に配置されるように構成されている。収納部には、取り外し可能な風向制御板が設けられる。風向制御板によって、ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路が形成される。 The constant temperature bath includes a temperature control plate, a fan, and a curved wall extending from the discharge port of the fan to the suction port. The capillary is configured to be disposed in a storage portion formed by a wall. The storage portion is provided with a removable wind direction control plate. The airflow direction control plate forms a flow path for the air that has exited from the fan outlet to swirl.
本発明によると、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽において、キャピラリの長さや本数が変化しても、キャピラリの温度のばらつきを低減できる。 According to the present invention, in the thermostat of a capillary electrophoresis apparatus, variation in capillary temperature can be reduced even if the length or number of capillaries changes.
図1は、キャピラリ電気泳動装置の概略図である。このキャピラリ電気泳動装置は、単数又は複数本のキャピラリ101を含むキャピラリアレイ、キャピラリ101にポリマーを注入するためのポンプ機構103、キャピラリ101内のサンプルに光を照射しサンプルからの蛍光を検出する検出部104、キャピラリ101に高電圧を加えるための高圧電源105、キャピラリ101の主要部を恒温に保つための恒温槽106、試料、溶液等が入った容器を搬送するためのオートサンプラ107を有する。
FIG. 1 is a schematic diagram of a capillary electrophoresis apparatus. The capillary electrophoresis apparatus includes a capillary array including one or a plurality of
キャピラリ101は交換可能な部材であり、測定手法を変更する場合や、キャピラリ101に破損や品質の劣化がみられたときに交換する。キャピラリ101は、内径が数十から数百ミクロン、外径が数百ミクロンのガラス管で構成され、表面はポリイミドでコーティングされている。キャピラリ101の内部は、電気泳動時に泳動速度差を与えるための分離媒体が充填される。分離媒体には流動性の媒体と、非流動性の媒体の双方が存在するが、本実施例では流動性のポリマーを用いる。
The
キャピラリアレイの一端にはキャピラリヘッド116が設けられ、他端にはキャピラリ陰極端117が形成されている。キャピラリヘッド116は、キャピラリアレイの端部を束ねたものであり、ポンプ機構103とキャピラリアレイを接続させる機能を有する。キャピラリ陰極端117は、試料、溶液等に接触する。キャピラリ陰極端側では、キャピラリアレイはロードヘッダ102によって固定されている。
A
検出部104は、照射系と検出系からなる。検出部104の照射系は、キャピラリ101のポリイミド被膜が除去されている部分、即ち、検出領域に励起光を照射する機能を有する。検出系は、キャピラリ101の検出領域内のサンプルからの蛍光を検出する機能を有する。検出系によって検出された光によって試料を分析する。
The
ポンプ機構103は、シリンジ108、ブロック109、逆止弁110、ポリマー容器111及び陽極バッファ容器112に接続されている。キャピラリヘッド116をブロッ
ク109に接続することで、キャピラリ101とブロック109内の流路が接続される。シリンジ108の操作により、ポリマー容器111内のポリマーがブロック109内の流路を経由してキャピラリ101に充填され、又は詰め替えられる。キャピラリ101中のポリマーの詰め替えは、測定の性能を向上するために測定毎に実施される。
The
陽極バッファ容器112には陽極電極113が配置されている。高圧電源105は、陽極電極113と陰極電極114の間に高圧電圧を印加する。恒温槽106は、断熱材とヒータが取り付けられた温度制御板115より、キャピラリアレイを平面状に挟み込んで、キャピラリの温度を一定に保つ。温度制御板115にはフィードバック用の温度センサが取り付けられている。また、キャピラリアレイのロードヘッダ102を恒温槽106に固定することで、キャピラリヘッド116の先端を所望の位置に固定することができる。
An
オートサンプラ107は、移動ステージを移動させるための3つの電動モータとリニアガイドを備えており、移動ステージを上下、左右、及び奥行きの3軸方向に移動可能である。移動ステージは、バッファ容器、洗浄容器、廃液容器及びサンプルプレートを必要に応じてキャピラリ陰極端117まで搬送できる。
The
図2を参照して、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽106の構造の例を説明する。恒温槽106の内部には、ファン201と壁204と温度制御板115が設けられている。ファン201はターボファン、シロッコファン等であってよく、好ましくは、シロッコファンである。壁204は、ファン201の吐出口202の近傍からファン201の吸引口203の近傍まで、湾曲して延びており、その内側に、キャピラリ101を収納するための収納部205が形成される。温度制御板115は断熱材とヒータによって構成されている。収納部205の内部は、温度制御板115によって一定の温度に調整されている。キャピラリ101はロードヘッダ102によって支持されている。ロードヘッダ102は、恒温槽106の所定の位置に装着されている。
With reference to FIG. 2, the example of the structure of the
図2は、恒温槽106の内部を示すものであり、実際には、恒温槽106の収納部205は、温度制御板115によって両側から密閉された空間となっている。恒温槽106の外形は、薄い箱状である。恒温槽106の収納部205にて、キャピラリ101は、1つの平面に沿って配置されている。
FIG. 2 shows the inside of the
ファン201の吐出口202からの空気流は、矢印にて示すように、壁204に沿って湾曲して流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部は、ファン201の吸引口203に吸い込まれる。収納部205において、壁204の付近の領域206では、空気の流速は比較的大きく且つ一定であるが、壁204より離れた領域207では、即ち、旋回流の中心部では、空気の流速は比較的小さい。また、旋回流の中心部では、空気の流れの方向は一定ではない。
The air flow from the
キャピラリ101の種類として、ここでは、比較的寸法が短いタイプのものと比較的寸法が長いタイプのものを説明する。しかしながら、キャピラリ101は、これらの2つのタイプに限定されるものではない。
As the types of
図2に示すように、寸法が短いキャピラリ101を恒温槽106の収納部205に配置する。この場合、キャピラリ101は、空気の旋回流の内側に配置される。キャピラリ101は、空気の旋回流の内側ではなく、旋回流の中に配置されることが好ましい。キャピラリ101を空気の旋回流の中に配置することによって、キャピラリ101の温度を一定に保持することができる。そこで、本例の恒温槽106では、キャピラリ101は、以下に説明するように、空気の旋回流の中に配置されるように構成される。
As shown in FIG. 2, the capillary 101 having a short dimension is disposed in the
図3を参照して恒温槽106の例を説明する。本例の恒温槽では、収納部205において、キャピラリ101の外周に風向制御板301を配置する。風向制御板301は、キャピラリ101の外周に沿って、湾曲して配置されている。ファン201の吐出口202からの空気流は、矢印にて示すように、風向制御板301に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン201の吸引口203に吸い込まれる。本例では、空気の旋回流は、風向制御板301に沿って、流れる。従って、キャピラリ101は、旋回流の中に配置される。
An example of the
図4は、寸法が長いキャピラリ101を用いた場合を示す。寸法が長いキャピラリ101を恒温槽106の収納部205に配置する。この場合、キャピラリ101は、壁204に沿って配置され、従って、空気の旋回流の中に配置される。従って、本例では、図2に示した寸法が短いキャピラリ101の場合より、キャピラリ101の温度を一定に保持することができる。本例では、キャピラリ101のうち、壁204に近い領域206に配置された部分では、空気の旋回流の中に配置されているが、壁204より離れた領域207に配置された部分では空気の旋回流の内側に配置される。更に、旋回流の中心の領域には、キャピラリ101は存在しないが、渦又は淀みが生じる。ファン201によって空気流に付与されたエネルギは、旋回流の中心の渦又は淀みによって消費される。
FIG. 4 shows a case where a capillary 101 having a long dimension is used. The capillary 101 having a long dimension is disposed in the
そこで、図5に示す例では、旋回流の中心の領域にリング状の風向制御板301を配置する。それによって、壁204と風向制御板301の間に流路が形成される。ファン201の吐出口202からの空気流は、矢印にて示すように、壁204と風向制御板301の間の流路に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン201の吸引口203に吸い込まれる。従って、本例では、ファン201によって空気流に付与されたエネルギは、効率的に、旋回流に変換される。従って、キャピラリ101の全体は、旋回流の中に配置される。
Therefore, in the example shown in FIG. 5, a ring-shaped wind
図示のように、収納部205にセパレータ211が設けられてよい。セパレータ211には複数の貫通孔が設けられている。貫通孔の各々に、1本のキャピラリが貫通している。こうして、セパレータ211によって、キャピラリは互いに所定の間隔にて分離され且つ支持されている。本例では、セパレータ211を、ファン201の吐出口202と吸引口203の間に設けている。しかしながら、壁204と風向制御板301の間の流路に沿った旋回流が維持されるなら、セパレータ211を収納部205内の任意の位置に設けることができる。
As illustrated, a
図6A及び図6Bを参照して、風向制御板301について説明する。風向制御板301は、取り外し可能であり、弾性変形可能な薄い帯状の部材によって形成される。図6Aに示すように、帯状の部材の両端を接合することによって、図5に示したように、リング状の風向制御板301が形成される。図6Bに示すように、帯状の部材の両端を開くことによって、図3に示したように、帯状の風向制御板301が形成される。
The wind
風向制御板301は、恒温槽の側面に装着される。恒温槽の側面には、温度制御板115が設けられている。風向制御板301は温度制御板115に固定されてよい。
The air
図7Aは、寸法が短いキャピラリ101の例を示す。キャピラリ101の陰極側の端部は、ロードヘッダ102に支持されている。ロードヘッダ102には、フレーム210が装着されている。フレーム210は、複数の部材によって構成されている。フレーム210には、リング状の風向制御板302と帯状の風向制御板303が装着されている。風向制御板302、303は取り外し可能であり、2つの風向制御板302、303の位置は、調節することができるように構成されている。尚、フレーム210には、図5に示した、セパレータが装着されてよい。上述のように、セパレータは、壁204と風向制御板301の間の流路に沿った旋回流が維持されるように、設ける。
FIG. 7A shows an example of a capillary 101 with a short dimension. The end of the capillary 101 on the cathode side is supported by the
図7Bは、図7Aに示した寸法が短いキャピラリ101を恒温槽106の収納部205に装着した例を示す。本例の恒温槽106の収納部205では、リング状の風向制御板302と帯状の風向制御板303の間に流路が形成される。ファン201の吐出口202からの空気流は、矢印にて示すように、2つの風向制御板302、303の間の流路に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン201の吸引口203に吸い込まれる。従って、本例の恒温槽106を図3に示した恒温槽と比較すると、本例では、ファン201によって空気流に付与されたエネルギは、効率的に旋回流に変換される。従って、キャピラリ101の全体は、旋回流の中に配置される。
FIG. 7B shows an example in which the capillary 101 having the short dimension shown in FIG. 7A is attached to the
図8Aは、寸法が長いキャピラリ101の例を示す。キャピラリ101の陰極側の端部は、ロードヘッダ102に支持されている。ロードヘッダ102には、フレーム210が装着されている。フレーム210は、複数の部材によって構成されている。フレーム210には、リング状の風向制御板304が装着されている。風向制御板304は取り外し可能であり、風向制御板304の位置は、調節することができるように構成されている。尚、フレーム210には、図5に示した、セパレータが装着されてよい。上述のように、セパレータは、壁204と風向制御板301の間の流路に沿った旋回流が維持されるように、設ける。
FIG. 8A shows an example of a capillary 101 with long dimensions. The end of the capillary 101 on the cathode side is supported by the
図8Bは、図8Aに示した寸法が長いキャピラリ101を恒温槽106の収納部205に装着した例を示す。本例の恒温槽106では、壁204と帯状の風向制御板304の間に流路が形成される。ファン201の吐出口202からの空気流は、矢印にて示すように、壁204と風向制御板304の間の流路に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン201の吸引口203に吸い込まれる。従って、本例の恒温槽106では、図5に示した恒温槽と同様に、ファン201によって空気流に付与されたエネルギは、効率的に旋回流に変換される。従って、キャピラリ101の全体は、旋回流の中に配置される。
FIG. 8B shows an example in which the capillary 101 having a long dimension shown in FIG. 8A is attached to the
以上の説明では、キャピラリ101の寸法が短い場合と長い場合について、風向制御板の形状を説明した。しかしながら、キャピラリ101の本数が変化したときに、風向制御板の形状を変更してもよい。
In the above description, the shape of the wind direction control plate has been described for the case where the dimensions of the capillary 101 are short and long. However, the shape of the wind direction control plate may be changed when the number of
以上、本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。 The example of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described example, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. Will be easily understood.
101…キャピラリ、102…ロードヘッダ、103…ポンプ機構、104…検出部、105…高圧電源、106…恒温槽、107…オートサンプラ、108…シリンジ、109…ブロック、110…逆止弁、111…ポリマー容器、112…陽極バッファ容器、113…陽極電極、114…陰極電極、115…温度制御板、116…キャピラリヘッド、117…キャピラリ陰極端、201…ファン、202…吐出口、203…吸引口、204…壁、205…収納部、206、207、208…領域、210…フレーム、211…セパレータ、301、302、303、304…風向制御板
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記恒温槽は、温度制御板と、ファンと、該ファンの吐出口から吸引口まで延びる湾曲した壁とを有し、前記湾曲した壁が、前記ファンの吐出口から前記吸引口まで延びる第1の壁あるいは取り外し可能な帯状部材で形成された少なくとも1つの風向制御板によって構成される第2の壁から構成され、
前記キャピラリは、前記第1の壁によって形成された収納部に配置されるように構成されており、前記湾曲した壁は、前記キャピラリの形状に応じて前記収納部に帯状の前記風向制御板を設ける場合と設けない場合とで位置が変更できる構成であり、該風向制御板によって、前記ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路が形成されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。 One or a plurality of capillaries, a load header that supports the end of the capillary on the cathode side, and an optical system that irradiates the sample separated and migrated in the capillary with excitation light and detects fluorescence from the sample A capillary electrophoresis apparatus having a thermostat that holds the capillary at a constant temperature,
The constant temperature bath includes a temperature control plate, a fan, and a curved wall extending from the discharge port of the fan to the suction port. The curved wall extends from the discharge port of the fan to the suction port . Or a second wall constituted by at least one wind direction control plate formed of a wall or a removable strip member,
The capillary is configured to be disposed in a storage portion formed by the first wall, and the curved wall is provided with a band-shaped air direction control plate in the storage portion according to the shape of the capillary. a configuration that can change the position in the case of not providing the case of providing, capillary electrophoresis, characterized in that by the wind direction control plate, a flow path for air exiting from the discharge port of the fan to pivot is formed apparatus.
温度制御板と、ファンと、該ファンの吐出口から吸引口まで延び、且つキャピラリの形状により位置を可変にできる湾曲した壁とを有し、前記湾曲した壁が、前記ファンの吐出口から前記吸引口まで延びる第1の壁あるいは取り外し可能な帯状部材で形成された少なくとも1つの風向制御板によって構成される第2の壁から構成され、
前記第1の壁によってキャピラリを収納するための収納部が形成されており、前記湾曲した壁は、前記キャピラリの形状に応じて前記収納部に帯状の前記風向制御板を設ける場合と設けない場合とで位置が変更できる構成であり、該風向制御板によって、前記ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路が形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。 In a thermostat for a capillary electrophoresis device,
A temperature control plate, a fan, and a curved wall extending from the discharge port of the fan to the suction port and having a variable position depending on the shape of the capillary, and the curved wall extends from the discharge port of the fan. A first wall extending to the suction port or a second wall constituted by at least one wind direction control plate formed of a removable belt-like member;
Wherein and accommodating portion for accommodating the capillary by a first wall is formed, the curved wall is not provided with the case where Ru is provided a strip of the wind direction control plate in the storage portion according to the shape of the capillary a case and at the position can be changed configuration, the該風direction control plate, that for capillary electrophoresis apparatus, characterized in that air exiting from the discharge port of the fan flow path for turning is formed thermostatic Tank.
恒温槽に温度制御板とファンを設けることと、
前記恒温槽の収納部にキャピラリを配置することと、
前記恒温槽において前記ファンの吐出口から吸引口まで延び、且つ前記キャピラリの形状により位置を可変にできる湾曲した壁を設けることであって、前記湾曲した壁は、前記ファンの吐出口から前記吸引口まで延びる第1の壁あるいは取り外し可能な帯状部材で形成された少なくとも1つの風向制御板によって構成される第2の壁から構成され、前記収納部に、前記風向制御板を装着し、該風向制御板によって、前記ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路を形成することと、
前記ファンからの空気によって、前記流路を流れる旋回流を生成することと、
を含み、
前記湾曲した壁は、前記キャピラリの形状に応じて帯状の前記風向制御板を設ける場合と設けない場合とで位置が変更できることを特徴とするキャピラリの温度調節方法。 In the temperature control method of the capillary in the thermostat of the capillary electrophoresis device,
Providing a temperature control plate and a fan in the thermostat;
Disposing a capillary in the storage section of the thermostatic chamber;
The extending in a constant temperature bath until the suction port from the discharge port of the fan, the method comprising and providing a curved wall capable of the position variable depending on the shape of the capillary, the curved wall, the suction from the discharge port of the fan It is composed from the second wall constituted by at least one air direction control board is formed in the first wall or a removable strip extending to the mouth, said housing portion, and mounting the air direction control board, the wind direction Forming a flow path for the air exiting from the outlet of the fan to swirl by the control plate ;
By the air from the previous SL fan, and generating a swirling flow through the flow channel,
Only including,
The method of controlling a temperature of a capillary, wherein the position of the curved wall can be changed depending on whether or not the belt-shaped air direction control plate is provided depending on the shape of the capillary.
前記流路は、前記第1の壁と前記風向制御板の間に、及び/又は、帯状の前記風向制御板と、リング状の前記風向制御板との間に形成されていることを特徴とするキャピラリの温度調節方法。 The temperature control method for a capillary according to claim 17 ,
The capillary is formed between the first wall and the wind direction control plate and / or between the strip-shaped wind direction control plate and the ring-shaped wind direction control plate. Temperature control method.
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