JP6350349B2 - Capillary electrophoresis apparatus and sample analysis method using capillary electrophoresis - Google Patents

Capillary electrophoresis apparatus and sample analysis method using capillary electrophoresis Download PDF

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Description

本発明は、キャピラリー流路に試料を導入した後、キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて成分を検出するキャピラリー電気泳動装置及びキャピラリー電気泳動による試料分析方法に関するものである。   The present invention relates to a capillary electrophoresis apparatus for detecting a component by introducing a sample into a capillary channel, and then applying a voltage between both ends of the capillary channel to cause electrophoresis of the component contained in the sample, and the sample by capillary electrophoresis It relates to the analysis method.

極微量のタンパクや核酸などを分析する方法として電気泳動による分析方法が知られている。その代表的なものとしてキャピラリー電気泳動がある。電気泳動によって分析用のキャピラリー流路にサンプルを導入する方法として、エレクトロカイネティック法とクロスインジェクション法が知られている(例えば特許文献1を参照。)。   An analysis method by electrophoresis is known as a method for analyzing a very small amount of protein or nucleic acid. A typical example is capillary electrophoresis. As a method for introducing a sample into a capillary channel for analysis by electrophoresis, an electrokinetic method and a cross injection method are known (see, for example, Patent Document 1).

エレクトロカイネティック法では、分析用のキャピラリー流路の一端にサンプルが直接導入される。また、エレクトロカイネティック法では、濃度を知りたい測定対象の成分、例えば測定対象フラグメントとは異なる位置にマーカーが設定される。   In the electrokinetic method, a sample is directly introduced into one end of a capillary channel for analysis. In the electrokinetic method, a marker is set at a position different from a component to be measured whose concentration is to be known, for example, a fragment to be measured.

クロスインジェクション法では、サンプルは、分析用のキャピラリー流路に交差されたサンプル導入用のローディング流路に導入され、ローディング流路から分析用のキャピラリー流路に導入される。   In the cross-injection method, a sample is introduced into a loading channel for introducing a sample that intersects a capillary channel for analysis, and is introduced from the loading channel into a capillary channel for analysis.

キャピラリー電気泳動による分析方法において、サンプルに含まれるフラグメントの濃度は検出信号強度に反映される。
図9に示されるように、クロスインジェクション法(実線を参照。)では、サンプルに含まれる各フラグメントの濃度比は信号強度に反映される。また、エレクトロカイネティック法(点線を参照。)では、キャピラリー流路に導入される各フラグメントの濃度はインジェクション条件によって異なり、各フラグメントの濃度比は均一にならず、定量精度が低下する。そこで、キャピラリー電気泳動で濃度を定量する場合、濃度比が均一となるクロスインジェクション法が用いられるのが一般的である。
In the analysis method by capillary electrophoresis, the concentration of the fragment contained in the sample is reflected in the detection signal intensity.
As shown in FIG. 9, in the cross injection method (see solid line), the concentration ratio of each fragment contained in the sample is reflected in the signal intensity. In addition, in the electrokinetic method (see dotted line), the concentration of each fragment introduced into the capillary channel varies depending on the injection conditions, and the concentration ratio of each fragment is not uniform, resulting in a decrease in quantitative accuracy. Therefore, when the concentration is quantified by capillary electrophoresis, a cross injection method in which the concentration ratio is uniform is generally used.

特開2002−310858号公報JP 2002-310858 A

クロスインジェクション法では、キャピラリー流路内への分離媒体の充填が複雑になるという問題があった。また、ローディング流路にサンプルを満たす必要があるための、スループットが悪くなるという問題があった。また、クロスインジェクション法は流路構成が複雑となるため、複数のキャピラリー流路で同時に分析を行うマルチ流路に適さない。   The cross injection method has a problem that the filling of the separation medium into the capillary channel becomes complicated. In addition, there is a problem that throughput is deteriorated because the loading channel needs to be filled with the sample. Further, the cross-injection method is not suitable for a multi-channel in which analysis is performed simultaneously using a plurality of capillary channels because the channel configuration is complicated.

例えばシステムをシンプルにするためにエレクトロカイネティック法を用いた場合、同じ濃度のフラグメントであっても各フラグメントのインジェクション量が泳動条件により異なるため、定量性が犠牲となるという問題があった。   For example, when the electrokinetic method is used in order to simplify the system, there is a problem in that quantitativeness is sacrificed because the injection amount of each fragment varies depending on the electrophoresis conditions even if the fragment has the same concentration.

本発明の目的とするところは、エレクトロカイネティック法によってキャピラリー流路に試料が導入された場合であっても測定対象成分の定量性を向上させることである。   An object of the present invention is to improve the quantitativeness of a measurement target component even when a sample is introduced into a capillary channel by an electrokinetic method.

本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置の一態様は、キャピラリー流路に試料を導入した後、上記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動装置であって、上記試料として、第1色素で標識された測定対象成分と、上記第1色素とは異なる第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、上記第1色素で標識され、かつ上記測定対象成分とは異なる電気泳動移動度をもつマーカー成分と、上記第2色素で標識され、かつ上記マーカー成分との濃度比が既知のマーカーリファレンスと、を含むものが用いられるときに、上記測定対象成分、上記測定対象リファレンス、上記マーカー成分及び上記マーカーリファレンスをそれぞれ検出する検出器と、上記マーカー成分と上記マーカーリファレンスとの濃度比と上記マーカー成分の検出信号と上記マーカーリファレンスの検出信号とによって得られる上記第1色素と上記第2色素の検出信号強度比と、上記測定対象成分の検出信号と上記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、上記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて上記測定対象成分の濃度を算出する算出部と、を備えたものである。   In one aspect of the capillary electrophoresis apparatus of the embodiment of the present invention, after a sample is introduced into a capillary channel, a voltage is applied between both ends of the capillary channel to detect components contained in the sample by electrophoresis. A capillary electrophoresis apparatus, comprising: a measurement target component labeled with a first dye as a sample; a measurement target reference labeled with a second dye different from the first dye and having a known concentration; A marker component labeled with the first dye and having an electrophoretic mobility different from the component to be measured; a marker reference labeled with the second dye and having a known concentration ratio with the marker component; When the component including is used, the measurement target component, the measurement target reference, the marker component, and the marker reference are detected, respectively. A concentration ratio between the marker component and the marker reference, a detection signal of the marker component, and a detection signal of the marker reference, and a detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye, A calculation unit that calculates a concentration of the measurement target component based on a detection signal intensity ratio between the detection signal of the measurement target component and the detection signal of the measurement target reference, and a known concentration of the measurement target reference; It is.

本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置の他の態様は、キャピラリー流路に試料を導入した後、上記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動装置であって、上記試料として、第1色素で標識された測定対象成分と、上記第1色素とは異なる色素でありかつ同濃度の上記第1色素との検出信号強度比が既知の第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、を含むものが用いられるときに、上記測定対象成分及び上記測定対象リファレンスをそれぞれ検出する検出部と、上記第1色素と上記第2色素の既知検出信号強度比と、上記測定対象成分の検出信号と上記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、上記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて上記測定対象成分の濃度を算出する算出部と、を備えたものである。   In another aspect of the capillary electrophoresis apparatus according to the embodiment of the present invention, after a sample is introduced into the capillary channel, a voltage is applied between both ends of the capillary channel to detect components contained in the sample by electrophoresis. A capillary electrophoresis apparatus for detecting the intensity of a detection signal between a measurement target component labeled with a first dye and a dye different from the first dye and having the same concentration as the first dye as the sample. A detection unit for detecting the measurement target component and the measurement target reference, respectively, when a measurement target reference that is labeled with a known second dye and has a known concentration is used. A known detection signal intensity ratio between one dye and the second dye, a detection signal intensity ratio between the detection signal of the measurement target component and the detection signal of the measurement target reference, and the measurement target reference And known concentration of the Reference, in which and a calculation unit for calculating a concentration of the measurement target component based on.

本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動による試料分析方法の一局面は、キャピラリー流路に試料を導入した後、上記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動による試料分析方法であって、上記試料として、第1色素で標識された測定対象成分と、上記第1色素とは異なる第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、上記第1色素で標識され、かつ上記測定対象成分とは異なる電気泳動移動度をもつマーカー成分と、上記第2色素で標識され、かつ上記マーカー成分との濃度比が既知のマーカーリファレンスと、を含むものを用い、上記測定対象成分、上記測定対象リファレンス、上記マーカー成分及び上記マーカーリファレンスをそれぞれ検出するステップと、上記マーカー成分と上記マーカーリファレンスとの濃度比と上記マーカー成分の検出信号と上記マーカーリファレンスの検出信号によって得られる上記第1色素と上記第2色素の検出信号強度比と、上記測定対象成分の検出信号と上記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、上記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて上記測定対象成分の濃度を算出するステップと、を含む。   One aspect of the sample analysis method by capillary electrophoresis according to an embodiment of the present invention is that, after a sample is introduced into a capillary channel, a voltage is applied across the capillary channel to cause electrophoresis of components contained in the sample. Sample analysis method using capillary electrophoresis to detect the component, wherein the sample is a measurement target component labeled with a first dye and a component labeled with a second dye different from the first dye and having a known concentration The concentration ratio of the measurement target reference, the marker component labeled with the first dye and having an electrophoretic mobility different from that of the measurement target component, and the marker component labeled with the second dye. Using a known marker reference, the measurement target component, the measurement target reference, the marker component and the marker reference A detection signal intensity ratio between the first dye and the second dye obtained by the detection step, the concentration ratio between the marker component and the marker reference, the detection signal of the marker component, and the detection signal of the marker reference; And calculating the concentration of the measurement target component based on the detection signal intensity ratio of the detection signal of the measurement target component and the detection signal of the measurement target reference, and the known concentration of the measurement target reference. .

本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動による試料分析方法の他の局面は、キャピラリー流路に試料を導入した後、上記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動による試料分析方法であって、上記試料として、第1色素で標識された測定対象成分と、上記第1色素とは異なる色素でありかつ同濃度の上記第1色素との検出信号強度比が既知の第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、を含むものを用い、上記測定対象成分及び上記測定対象リファレンスをそれぞれ検出するステップと、上記第1色素と上記第2色素の既知検出信号強度比と、上記測定対象成分の検出信号と上記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、上記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて上記測定対象成分の濃度を算出するステップと、を含む。   Another aspect of the sample analysis method by capillary electrophoresis according to the embodiment of the present invention is that, after a sample is introduced into a capillary channel, a voltage is applied between both ends of the capillary channel to cause electrophoresis of components contained in the sample. A sample analysis method by capillary electrophoresis for detection, wherein the measurement target component labeled with the first dye and the first dye having a concentration different from that of the first dye and the same concentration are used as the sample. Detecting the measurement target component and the measurement target reference, respectively, using a measurement target reference that is labeled with a second dye whose detection signal intensity ratio is known and has a known concentration. The known detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye, the detection signal intensity ratio of the detection signal of the measurement target component and the detection signal of the measurement target reference, Comprising a known concentration of the measurement object reference, and a step of calculating a concentration of the measurement target component based on.

本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置及びキャピラリー電気泳動による試料分析方法は、エレクトロカイネティック法によってキャピラリー流路に試料が導入された場合であっても測定対象成分の定量性を向上させることができる。   The sample analysis method using the capillary electrophoresis apparatus and the capillary electrophoresis according to the embodiment of the present invention can improve the quantitativeness of the measurement target component even when the sample is introduced into the capillary channel by the electrokinetic method. it can.

キャピラリー電気泳動による試料分析方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating one Embodiment of the sample analysis method by capillary electrophoresis. キャピラリー電気泳動装置の一実施形態の構成例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the structural example of one Embodiment of a capillary electrophoresis apparatus. 同キャピラリー電気泳動装置の検出器の光学系の一構成例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating one structural example of the optical system of the detector of the same capillary electrophoresis apparatus. 同キャピラリー電気泳動装置の制御部の濃度算出機能の一構成例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating one structural example of the density | concentration calculation function of the control part of the same capillary electrophoresis apparatus. 試料分析方法の一実施形態における検出信号の一例を示した図である。It is a figure showing an example of a detection signal in one embodiment of a sample analysis method. キャピラリー電気泳動による試料分析方法の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating other embodiment of the sample analysis method by capillary electrophoresis. 同試料分析方法の実施形態における検出信号の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the detection signal in embodiment of the sample analysis method. キャピラリー電気泳動装置の他の実施形態の構成例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the structural example of other embodiment of a capillary electrophoresis apparatus. 試料がクロスインジェクション法とエレクトロカイネティック法で導入されたときの検出信号の違いを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of a detection signal when a sample is introduce | transduced by the cross injection method and the electrokinetic method.

本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置において、例えば、上記算出部は、上記検出信号の強度としてピークの面積もしくはピークの高さ又はその両方を用いる。
本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動による試料分析方法において、例えば、上記検出信号の強度は、ピークの面積もしくはピークの高さ又はその両方である。
ただし、上記検出信号の強度はピークの面積やピーク高さに限定されない。
In the capillary electrophoresis apparatus according to the embodiment of the present invention, for example, the calculation unit uses a peak area and / or a peak height as the intensity of the detection signal.
In the sample analysis method by capillary electrophoresis according to the embodiment of the present invention, for example, the intensity of the detection signal is a peak area, a peak height, or both.
However, the intensity of the detection signal is not limited to the peak area or peak height.

本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置及びキャピラリー電気泳動による試料分析方法では、少なくとも2種類の色素を検出できる検出器が用いられる。
図2は、キャピラリー電気泳動装置の一実施形態の構成例を説明するための概略的な構成図である。
In the capillary electrophoresis apparatus and the sample analysis method using capillary electrophoresis according to the embodiment of the present invention, a detector capable of detecting at least two types of dyes is used.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining a configuration example of an embodiment of a capillary electrophoresis apparatus.

例えば溶融石英キャピラリーからなるキャピラリー流路2が配置されている。電気泳動時には、キャピラリー流路2の一端は泳動バッファ液4aに浸され、他端は泳動バッファ液6aに浸される(実線を参照。)。泳動バッファ液4aはバッファ液容器4に収容されている。泳動バッファ液6aはバッファ液容器6に収容されている。電源装置8から泳動バッファ液4a,6aを介してキャピラリー流路2の両端間に泳動電圧が印加される。電源装置8はキャピラリー流路2を流れる電流を検知する電流計を備えている。   For example, a capillary channel 2 made of a fused silica capillary is arranged. At the time of electrophoresis, one end of the capillary channel 2 is immersed in the electrophoresis buffer solution 4a, and the other end is immersed in the electrophoresis buffer solution 6a (see solid line). The electrophoresis buffer solution 4 a is accommodated in the buffer solution container 4. The electrophoresis buffer solution 6 a is accommodated in the buffer solution container 6. An electrophoresis voltage is applied across the capillary channel 2 from the power supply device 8 via the electrophoresis buffer solutions 4a and 6a. The power supply device 8 includes an ammeter that detects a current flowing through the capillary channel 2.

電気泳動に先立ちキャピラリー流路2の一端に試料を注入するために、オートサンプラー10が設けられている。オートサンプラー10は複数の試料容器12をサンプルプレートに保持している。試料の分析時に、オートサンプラー10は分析しようとする試料を収容した試料容器12を試料注入位置に移動させる。試料注入時には、キャピラリー流路2の一端と電極が試料容器12の試料に浸される(波線を参照。)。電源装置8によって試料容器12と泳動バッファ液6aの間に試料注入用の電圧が印加される。このようにして、キャピラリー流路2の一端に試料が注入される。   An auto sampler 10 is provided to inject a sample into one end of the capillary channel 2 prior to electrophoresis. The autosampler 10 holds a plurality of sample containers 12 on a sample plate. At the time of sample analysis, the auto sampler 10 moves the sample container 12 containing the sample to be analyzed to the sample injection position. At the time of sample injection, one end of the capillary channel 2 and the electrode are immersed in the sample in the sample container 12 (see the wavy line). A power supply device 8 applies a voltage for sample injection between the sample container 12 and the migration buffer solution 6a. In this way, the sample is injected into one end of the capillary channel 2.

キャピラリー流路2は恒温槽14に収容されて一定温度に保たれる。
キャピラリー流路2の他端側の検出位置に検出器16(検出部)が配置されている。検出器16は少なくとも2種類の色素を検出できるものである。検出器16は例えばレーザ励起蛍光検出器である。
The capillary channel 2 is accommodated in the thermostatic chamber 14 and maintained at a constant temperature.
A detector 16 (detection unit) is arranged at a detection position on the other end side of the capillary channel 2. The detector 16 can detect at least two types of dyes. The detector 16 is, for example, a laser excitation fluorescence detector.

制御部18が設けられている。制御部18は、オートサンプラー10の動作、電源装置8による試料注入電圧の印加、電源装置8による泳動電圧の印加などの制御を行う。また、制御部18は、検出器16の検出信号を取り込んでデータ処理し、電気泳動により分離された試料成分の同定と定量の動作を行う。   A control unit 18 is provided. The control unit 18 controls the operation of the autosampler 10, application of sample injection voltage by the power supply device 8, application of migration voltage by the power supply device 8, and the like. Further, the control unit 18 takes in the detection signal of the detector 16 and processes the data, and performs the operation of identifying and quantifying the sample component separated by electrophoresis.

制御部18に分析情報などを入力するための入力部20が設けられている。入力部20は例えばCPUに接続されたキーボードやタッチパネルなどの入力機器である。
例えば分析情報や制御部18によって計算された測定対象フラグメント(測定対象成分)の濃度などを表示する表示部22が設けられている。表示部22は例えばモニタやデジタル表示器などの表示機器である。
An input unit 20 for inputting analysis information and the like to the control unit 18 is provided. The input unit 20 is an input device such as a keyboard or a touch panel connected to the CPU, for example.
For example, a display unit 22 is provided for displaying analysis information and the concentration of the measurement target fragment (measurement target component) calculated by the control unit 18. The display unit 22 is a display device such as a monitor or a digital display.

図3は、このキャピラリー電気泳動装置の検出器の光学系の一構成例を説明するための概略的な構成図である。
励起光の光源は例えばレーザである。励起光のレーザビームの光路上にショートパスフィルター16aとダイクロイックミラー16bがその順に配置されている。ダイクロイックミラー16bの反射光路上にレンズ16cが配置されている。レンズ16cの透過光はキャピラリー流路2に集光される。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining a configuration example of the optical system of the detector of the capillary electrophoresis apparatus.
The light source of excitation light is a laser, for example. A short pass filter 16a and a dichroic mirror 16b are arranged in this order on the optical path of the laser beam of the excitation light. A lens 16c is disposed on the reflected light path of the dichroic mirror 16b. The light transmitted through the lens 16 c is collected on the capillary channel 2.

キャピラリー流路2からの反射光路上にレンズ16c、ダイクロイックミラー16bを介して高周波カットフィルター16dとダイクロイックミラー16eが配置されている。ダイクロイックミラー16eの透過光を受光する位置に光検出器16fが配置されている。   A high frequency cut filter 16d and a dichroic mirror 16e are disposed on the reflected light path from the capillary channel 2 via a lens 16c and a dichroic mirror 16b. A photodetector 16f is arranged at a position for receiving light transmitted through the dichroic mirror 16e.

ダイクロイックミラー16eの反射光路上にダイクロイックミラー16gが配置されている。ダイクロイックミラー16gの透過光を受光する位置に光検出器16hが配置されている。   A dichroic mirror 16g is disposed on the reflected light path of the dichroic mirror 16e. A photodetector 16h is arranged at a position for receiving light transmitted through the dichroic mirror 16g.

ダイクロイックミラー16gの反射光路上にダイクロイックミラー16iが配置されている。ダイクロイックミラー16iの透過光を受光する位置に光検出器16jが配置されている。ダイクロイックミラー16iの反射光を受光する位置に光検出器16kが配置されている。   A dichroic mirror 16i is disposed on the reflected light path of the dichroic mirror 16g. A photodetector 16j is disposed at a position for receiving light transmitted through the dichroic mirror 16i. A photodetector 16k is disposed at a position where the reflected light of the dichroic mirror 16i is received.

励起光源、電気泳動されるサンプルの標識色素、各光学素子の光学特性の一例を説明する。
励起光源としてアルゴンレーザを使用してその488nmのレーザ光を励起光とする。標識色素として、dR110(発生する蛍光波長は530−535nm)、dR6G(発生する蛍光波長は560−565nm)、dTAMURA(発生する蛍光波長は590−595nm)及びdROX(発生する蛍光波長は615−620nm)の4種類の蛍光色素のうち少なくとも2種類を使用する。
An example of the excitation light source, the labeled dye of the sample to be electrophoresed, and the optical characteristics of each optical element will be described.
An argon laser is used as an excitation light source, and the 488 nm laser light is used as excitation light. As labeling dyes, dR110 (generated fluorescence wavelength is 530-535 nm), dR6G (generated fluorescence wavelength is 560-565 nm), dTAMURA (generated fluorescence wavelength is 590-595 nm) and dROX (generated fluorescence wavelength is 615-620 nm). ) At least two kinds of fluorescent dyes are used.

ショートパスフィルター16aとして750nmよりも短波長側の光を透過させるものを使用する。   A filter that transmits light having a wavelength shorter than 750 nm is used as the short pass filter 16a.

ダイクロイックミラー16bとして525nmよりも長波長側の光を透過させ、それより短波長側の光を反射させるように調整されたものを使用する。ダイクロイックミラー16bは488nmの励起光を反射させ、使用されている標識色素からの蛍光を透過させる。   A dichroic mirror 16b that is adjusted to transmit light having a wavelength longer than 525 nm and reflect light having a wavelength shorter than 525 nm is used. The dichroic mirror 16b reflects the excitation light of 488 nm and transmits the fluorescence from the labeling dye used.

高周波カットフィルター16dとして525nmよりも短波長側の光を遮蔽し、それより長波長側の光を透過させるものを使用する。高周波カットフィルター16dは励起光成分を遮蔽し、蛍光を透過させる。   As the high frequency cut filter 16d, a filter that shields light having a wavelength shorter than 525 nm and transmits light having a wavelength longer than 525 nm is used. The high frequency cut filter 16d shields the excitation light component and transmits the fluorescence.

ダイクロイックミラー16eとして600nmよりも長波長側の光を透過させ、それより短波長側の光を反射させるように調整されたものを使用する。ダイクロイックミラー16eを透過して光検出器16fで検出される蛍光はdROXから発生した蛍光(615−620nm)のみとなる。   A dichroic mirror 16e that is adjusted to transmit light having a wavelength longer than 600 nm and reflect light having a wavelength shorter than 600 nm is used. The fluorescence that passes through the dichroic mirror 16e and is detected by the photodetector 16f is only the fluorescence (615-620 nm) generated from dROX.

ダイクロイックミラー16gとして575nmよりも長波長側の光を透過させ、それより短波長側の光を反射させるように調整されたものを使用する。ダイクロイックミラー16gを透過して光検出器16hで検出される蛍光は575−600nmの範囲のものであるので、dTAMURAから発生した蛍光(590−595nm)のみとなる。   A dichroic mirror 16g that is adjusted so as to transmit light having a wavelength longer than 575 nm and reflect light having a wavelength shorter than 575 nm is used. Since the fluorescence transmitted through the dichroic mirror 16g and detected by the photodetector 16h is in the range of 575-600 nm, only the fluorescence (590-595 nm) generated from dTAMURA is obtained.

ダイクロイックミラー16iとして545nmよりも長波長側の光を透過させ、それより短波長側の光を反射させるように調整されたものを使用する。ダイクロイックミラー16iを透過して光検出器16jで検出される蛍光は545−575nmの範囲のものであるので、dR6Gから発生した蛍光(560−565nm)のみとなる。   A dichroic mirror 16i that is adjusted so as to transmit light having a wavelength longer than 545 nm and reflect light having a wavelength shorter than 545 nm is used. Since the fluorescence transmitted through the dichroic mirror 16i and detected by the photodetector 16j is in the range of 545-575 nm, only the fluorescence (560-565 nm) generated from dR6G is present.

ダイクロイックミラー16iで反射されて光検出器16kで検出される蛍光は545nmより短波長のものであるので、dR110から発生した蛍光(530−535nm)のみとなる。   Since the fluorescence reflected by the dichroic mirror 16i and detected by the photodetector 16k has a wavelength shorter than 545 nm, only the fluorescence (530-535 nm) generated from the dR110 is obtained.

励起光源からの励起光は、ショートパスフィルター16aを透過してダイクロイックミラー16bで反射され、レンズ16cを介してキャピラリー流路2に照射される。キャピラリー流路2で発生した蛍光は、レンズ16cを介してダイクロイックミラー16bへ戻され、ダイクロイックミラー16bを透過し、高周波カットフィルター16dで励起光成分が除去される。   Excitation light from the excitation light source passes through the short pass filter 16a, is reflected by the dichroic mirror 16b, and is irradiated onto the capillary channel 2 through the lens 16c. The fluorescence generated in the capillary channel 2 is returned to the dichroic mirror 16b through the lens 16c, passes through the dichroic mirror 16b, and the excitation light component is removed by the high frequency cut filter 16d.

高周波カットフィルター16dを透過した蛍光は、ダイクロイックミラー16e,16g,16iによって4種類の標識色素からの蛍光に分離されてそれぞれの光検出器16f,16h,16j,16kにより検出される。光検出器16f,16h,16j,16kは例えば光電子増倍管である。   The fluorescence that has passed through the high-frequency cut filter 16d is separated into fluorescence from four types of labeling dyes by the dichroic mirrors 16e, 16g, and 16i, and detected by the photodetectors 16f, 16h, 16j, and 16k. The photodetectors 16f, 16h, 16j, and 16k are, for example, photomultiplier tubes.

図4は、このキャピラリー電気泳動装置の制御部の濃度算出機能の一構成例を説明するための概略的なブロック図である。   FIG. 4 is a schematic block diagram for explaining a configuration example of the concentration calculation function of the control unit of the capillary electrophoresis apparatus.

制御部18は、例えば、装置本体に設けられたキャピラリー電気泳動装置専用のCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)などを含むマイクロコンピュータを中心に構成されている。   The control unit 18 includes, for example, a micro processing unit including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable ROM), and the like dedicated to the capillary electrophoresis apparatus provided in the apparatus main body. It is structured around a computer.

制御部18は、キャピラリー電気泳動装置専用のCPU等以外の、例えばこのキャピラリー電気泳動装置の外部のワークステーションやパーソナルコンピュータにより実現することもできる。また、制御部18は、複数のCPU、複数のワークステーション、複数のパーソナルコンピュータ、又はこれらの組み合わせなどにより構成されていてもよい。   The control unit 18 can be realized by, for example, a workstation outside the capillary electrophoresis apparatus or a personal computer other than the CPU dedicated to the capillary electrophoresis apparatus. The control unit 18 may be configured by a plurality of CPUs, a plurality of workstations, a plurality of personal computers, or a combination thereof.

制御部18の構成は、例えばマイクロコンピュータに搭載されたプログラムにより実行される機能とEPROMに保持されたデータである。EPROMに替えて電気的に消去可能なEEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)やフラッシュメモリなどを使用することもできる。   The configuration of the control unit 18 includes, for example, functions executed by a program installed in a microcomputer and data held in the EPROM. Instead of EPROM, electrically erasable EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) or flash memory can be used.

制御部18は、データ保持部24と算出部26を含んでいる。
データ保持部24は試料情報を保持している。試料情報には、濃度が既知のフラグメントである測定対象リファレンスの濃度情報が含まれている。また、試料情報には、例えば、マーカーフラグメント(マーカー成分)とマーカーリファレンスの濃度比や、測定対象フラグメント、測定対象リファレンス、マーカーフラグメント、マーカーリファレンスに標識された色素情報も含まれている。なお、データ保持部24は、試料情報以外の必要な分析情報も保持している。
The control unit 18 includes a data holding unit 24 and a calculation unit 26.
The data holding unit 24 holds sample information. The sample information includes concentration information of a measurement target reference that is a fragment having a known concentration. In addition, the sample information includes, for example, the concentration ratio between the marker fragment (marker component) and the marker reference, and the measurement target fragment, the measurement target reference, the marker fragment, and the dye information labeled on the marker reference. The data holding unit 24 also holds necessary analysis information other than sample information.

データ保持部24は、例えばEPROMで構成されている。なお、データ保持部24はマイクロコンピュータ外部の記憶媒体に記憶されていてもよい。この記憶媒体は、適切なカラム流量とキャリアガス流量の関係を示すデータを保持できるものであればよく、例えば、HDD(Hard disk drive)、SSD(solid state drive)、フレキシブルディスク(FD)、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、DVD−RAM、不揮発性メモリカードなどである。   The data holding unit 24 is composed of, for example, an EPROM. The data holding unit 24 may be stored in a storage medium outside the microcomputer. The storage medium may be any storage medium that can hold data indicating the relationship between an appropriate column flow rate and carrier gas flow rate. , Magneto-optical disk, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, nonvolatile memory card, and the like.

算出部26は、検出器16からの検出信号とデータ保持部24に保持されている測定対象リファレンスの濃度情報に基づいて測定対象フラグメントの濃度を算出する。算出部26による測定対象フラグメントの濃度の算出は、例えばCPUのプログラムにより実現される。具体的な算出処理は後述される。   The calculation unit 26 calculates the concentration of the measurement target fragment based on the detection signal from the detector 16 and the concentration information of the measurement target reference held in the data holding unit 24. The calculation of the concentration of the measurement target fragment by the calculation unit 26 is realized by, for example, a CPU program. Specific calculation processing will be described later.

入力部20は、測定対象リファレンスの濃度情報や、測定対象フラグメント、測定対象リファレンス、マーカーフラグメント、マーカーリファレンスに標識された色素情報などの分析情報を入力するためのものである。例えば、入力部20から入力された分析情報は算出部26によって表示部22に表示される。なお、入力部20は、上記分析情報以外の情報を入力することも可能である。   The input unit 20 is for inputting concentration information of the measurement target reference and analysis information such as measurement target fragment, measurement target reference, marker fragment, and dye information labeled on the marker reference. For example, the analysis information input from the input unit 20 is displayed on the display unit 22 by the calculation unit 26. The input unit 20 can also input information other than the analysis information.

図1は、キャピラリー電気泳動による試料分析方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。   FIG. 1 is a flowchart for explaining an embodiment of a sample analysis method by capillary electrophoresis.

試料として、測定対象フラグメントと、測定対象リファレンスと、2つのマーカーフラグメントと、マーカーリファレンスと、を含むものを調製する(ステップS1)。   A sample including a measurement target fragment, a measurement target reference, two marker fragments, and a marker reference is prepared as a sample (step S1).

測定対象フラグメントは、濃度測定の対象であり、かつ第1色素で標識されている。また、測定対象リファレンスは、第1色素とは異なる第2色素で標識され、かつ濃度が既知のフラグメントである。例えば、測定対象フラグメントと測定対象リファレンスは、標識を除いて同じフラグメントである。   The fragment to be measured is a target for concentration measurement and is labeled with a first dye. The measurement target reference is a fragment that is labeled with a second dye different from the first dye and has a known concentration. For example, the measurement target fragment and the measurement target reference are the same fragment except for the label.

なお、測定対象フラグメントと測定対象リファレンスは互いに異なるフラグメントであってもよい。測定対象フラグメントと測定対象リファレンスは、それらの検出信号が測定対象フラグメントの濃度算出の際に比較されるため、検出される泳動時間位置が互いに近傍になるものであることが好ましい。さらに、測定対象フラグメントの電気泳動移動度と測定対象リファレンスの電気泳動移動度が同程度であることが好ましい。   Note that the measurement target fragment and the measurement target reference may be different from each other. Since the measurement target fragment and the measurement target reference are compared in the calculation of the concentration of the measurement target fragment, it is preferable that the detected migration time positions be close to each other. Furthermore, it is preferable that the electrophoretic mobility of the measurement target fragment and the electrophoretic mobility of the measurement target reference are approximately the same.

2つのマーカーフラグメントは、ともに第1色素で標識され、互いに電気泳動移動度が異なり、かつ測定対象フラグメントとは異なる電気泳動移動度をもつものである。また、マーカーリファレンスは、第2色素で標識され、かつ一方のマーカーフラグメントとの濃度比が既知のものである。例えば、一方のマーカーフラグメントとマーカーリファレンスは、標識を除いて同じフラグメントであり、かつ濃度が同じである。   The two marker fragments are both labeled with the first dye, have different electrophoretic mobilities, and have different electrophoretic mobilities from the fragments to be measured. The marker reference is labeled with the second dye and has a known concentration ratio with one marker fragment. For example, one marker fragment and the marker reference are the same fragment except for the label, and have the same concentration.

なお、一方のマーカーフラグメントとマーカーリファレンスは、互いに異なるフラグメントであってもよい。ここで、一方のマーカーフラグメントとマーカーリファレンスは、それらの検出信号が測定対象フラグメントの濃度算出の際に比較されるため、検出される泳動時間位置が互いに近傍になるものであることが好ましい。さらに、一方のマーカーフラグメントの電気泳動移動度とマーカーリファレンスの電気泳動移動度は同程度であることが好ましい。   One marker fragment and the marker reference may be different from each other. Here, since the detection signal of one marker fragment and the marker reference are compared when calculating the concentration of the fragment to be measured, it is preferable that the detected migration time positions are close to each other. Furthermore, it is preferable that the electrophoretic mobility of one marker fragment and the electrophoretic mobility of the marker reference are approximately the same.

また、一方のマーカーフラグメントとマーカーリファレンスは、濃度比が既知であれば互いに濃度が異なっていてもよい。   Further, one marker fragment and the marker reference may have different concentrations as long as the concentration ratio is known.

第1色素と第2色素は互いに異なるものである。第1色素と第2色素は、例えば、上記のdR110、dR6G、dTAMURA及びdROXのうちのいずれかである。   The first dye and the second dye are different from each other. A 1st pigment | dye and a 2nd pigment | dye are any one of said dR110, dR6G, dTAMURA, and dROX, for example.

入力部20から試料情報を入力してデータ保持部24に保持する。また、試料を試料容器12に収容してオートサンプラー10に配置する(ステップS2)。   Sample information is input from the input unit 20 and held in the data holding unit 24. Further, the sample is accommodated in the sample container 12 and placed on the autosampler 10 (step S2).

制御部18の制御によって電源装置8及びオートサンプラー10を動作させて、エレクトロカイネティック法により試料をキャピラリー流路2の一端に導入する(ステップS3)。   The power supply device 8 and the autosampler 10 are operated under the control of the control unit 18, and the sample is introduced into one end of the capillary channel 2 by the electrokinetic method (step S3).

キャピラリー流路2の一端が泳動バッファ液4aに浸された後、制御部18の制御によって電源装置8を動作させて試料に含まれる成分をキャピラリー流路2内で電気泳動させる。検出位置まで泳動された試料成分を検出器16によって検出する(ステップS4)。検出器16の検出信号は制御部18の算出部26に送られる。   After one end of the capillary channel 2 is immersed in the electrophoresis buffer solution 4 a, the power supply device 8 is operated under the control of the control unit 18 to cause electrophoresis of components contained in the sample in the capillary channel 2. The sample component migrated to the detection position is detected by the detector 16 (step S4). The detection signal of the detector 16 is sent to the calculation unit 26 of the control unit 18.

図5は、この試料分析方法の実施形態における検出信号の一例を示した図である。縦軸は検出信号強度を示す。横軸は泳動時間を示す。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a detection signal in the embodiment of the sample analysis method. The vertical axis represents the detection signal intensity. The horizontal axis indicates the migration time.

第1色素系列(実線)において、一方のマーカーの検出信号MA、測定対象フラグメントの検出信号S、他方のマーカーの検出信号MBがそれぞれ現れている。第2色素系列(波線)において、測定対象リファレンスの検出信号SR、マーカーリファレンスの検出信号MARが現れている。   In the first dye series (solid line), a detection signal MA of one marker, a detection signal S of a measurement target fragment, and a detection signal MB of the other marker appear. In the second dye series (broken line), the detection signal SR of the measurement target reference and the detection signal MAR of the marker reference appear.

例えば、測定対象フラグメントと測定対象リファレンスは標識を除いて同じフラグメントなので、それらの電気泳動移動度は同程度である。この場合、測定対象フラグメントの検出信号Sと測定対象リファレンスの検出信号SRはほぼ同じ泳動時間位置に現れる。   For example, since the measurement object fragment and the measurement object reference are the same fragment except for the label, their electrophoretic mobilities are comparable. In this case, the measurement target fragment detection signal S and the measurement target reference detection signal SR appear at substantially the same migration time position.

また、例えば、一方のマーカーフラグメントとマーカーリファレンスは標識を除いて同じフラグメントなので、それらの電気泳動移動度は同程度である。この場合、マーカーフラグメントの検出信号MAとマーカーリファレンスの検出信号MARはほぼ同じ泳動時間位置に現れる。両端のマーカーフラグメントの検出信号MA,MBは移動度の補正に使用するものである。   Further, for example, one marker fragment and the marker reference are the same fragment except for the label, and therefore, their electrophoretic mobility is approximately the same. In this case, the marker fragment detection signal MA and the marker reference detection signal MAR appear at substantially the same migration time position. The detection signals MA and MB of the marker fragments at both ends are used for mobility correction.

算出部26は、マーカーフラグメントとマーカーリファレンスとの濃度比とマーカーフラグメントの検出信号とマーカーリファレンスの検出信号とによって得られる第1色素と第2色素の検出信号強度比と、測定対象フラグメントの検出信号と測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて測定対象フラグメントの濃度を算出する(ステップS5)。   The calculation unit 26 detects the concentration ratio between the marker fragment and the marker reference, the detection signal of the marker fragment and the detection signal of the marker reference, the detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye, and the detection signal of the measurement target fragment. The concentration of the measurement target fragment is calculated based on the detection signal intensity ratio of the detection signal of the measurement target reference and the known concentration of the measurement target reference (step S5).

例えば、測定対象フラグメントの濃度CSは次の式(1)で算出され得る。
S ={(SS×SMAR)/(SSR×SMA)}×CSR …(1)
上記式(1)において、SSは測定対象フラグメントの検出信号Sの面積である。SSRは測定対象リファレンスの検出信号SRの面積である。SMAはマーカーフラグメントの検出信号MAの面積である。SMARはマーカーリファレンスの検出信号MARの面積である。CSRは測定対象リファレンスの既知濃度である。
For example, the concentration C S of the fragment to be measured can be calculated by the following equation (1).
C S = {(S S × S MAR ) / (S SR × S MA )} × C SR (1)
In the above equation (1), S S is the area of the detection signal S of the measurement target fragment. SSR is the area of the detection signal SR of the measurement target reference. S MA is the area of the marker fragment detection signal MA. S MAR is the area of the marker reference detection signal MAR. CSR is the known concentration of the reference to be measured.

ここで、検出信号MAで検出されたマーカーフラグメントと、検出信号MARで検出されたマーカーリファレンスは例えば濃度が同じである。したがって、上記式(1)において、(SMAR/SMA)は第1色素と第2色素の検出信号強度比を表す。なお、マーカーフラグメントとマーカーリファレンスについて、濃度は互いに異なっているが濃度比が既知である場合は、検出信号強度比(SMAR/SMA)に濃度比を積算又は除算することによって第1色素と第2色素の検出信号強度比が得られる。 Here, the marker fragment detected by the detection signal MA and the marker reference detected by the detection signal MAR have the same concentration, for example. Accordingly, in the above formula (1), (S MAR / S MA ) represents the detection signal intensity ratio between the first dye and the second dye. Note that the marker fragments and the marker reference concentration when a different but the concentration ratio is known to each other, a first dye by integrating or dividing the concentration ratio in the detection signal intensity ratio (S MAR / S MA) A detection signal intensity ratio of the second dye is obtained.

このように、このキャピラリー電気泳動による試料分析方法の実施形態は、エレクトロカイネティック法によってキャピラリー流路2に試料が導入された場合であっても測定対象フラグメントの定量性を向上させることができる。   Thus, this embodiment of the sample analysis method by capillary electrophoresis can improve the quantitativeness of the measurement target fragment even when the sample is introduced into the capillary channel 2 by the electrokinetic method.

また、同濃度の第1色素と第2色素を検出したときの検出信号強度比が予めわかっている場合は、試料にマーカーリファレンスを混入しなくても測定対象フラグメントの濃度を算出できる。この実施形態を説明する。   In addition, when the detection signal intensity ratio when the first dye and the second dye having the same concentration are detected is known in advance, the concentration of the measurement target fragment can be calculated without mixing the marker reference into the sample. This embodiment will be described.

図6は、キャピラリー電気泳動による試料分析方法の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for explaining another embodiment of the sample analysis method by capillary electrophoresis.

試料として、測定対象フラグメントと、測定対象リファレンスと、2つのマーカーフラグメントと、を含むものを調製する(ステップS11)。これらのフラグメントは、例えば図1を参照して説明した実施形態におけるフラグメントと同じである。ただし、各フラグメントに標識される第1色素又は第2色素について、第1色素と第2色素が同濃度である場合の第1色素の検出信号と第2色素の検出信号の検出信号強度比は既知である。   A sample including a measurement target fragment, a measurement target reference, and two marker fragments is prepared as a sample (step S11). These fragments are the same as the fragments in the embodiment described with reference to FIG. 1, for example. However, for the first dye or the second dye labeled with each fragment, the detection signal intensity ratio between the detection signal of the first dye and the detection signal of the second dye when the first dye and the second dye have the same concentration is Known.

入力部20から試料情報を入力してデータ保持部24に保持する。このとき、試料情報の一部として、第1色素の検出信号と第2色素の検出信号の検出信号強度比も入力及び保持される。また、試料を試料容器12に収容してオートサンプラー10に配置する(ステップS12)。   Sample information is input from the input unit 20 and held in the data holding unit 24. At this time, the detection signal intensity ratio between the detection signal of the first dye and the detection signal of the second dye is also input and held as part of the sample information. Further, the sample is accommodated in the sample container 12 and placed on the autosampler 10 (step S12).

図1を参照して説明した上記ステップS3と同様にして、エレクトロカイネティック法により試料をキャピラリー流路2の一端に導入する(ステップS13)。図1を参照して説明した上記ステップS4と同様にして、試料に含まれる成分をキャピラリー流路2内で電気泳動させて検出器16によって検出する(ステップS14)。検出器16の検出信号は制御部18の算出部26に送られる。   Similar to step S3 described with reference to FIG. 1, the sample is introduced into one end of the capillary channel 2 by the electrokinetic method (step S13). Similar to step S4 described with reference to FIG. 1, components contained in the sample are electrophoresed in the capillary channel 2 and detected by the detector 16 (step S14). The detection signal of the detector 16 is sent to the calculation unit 26 of the control unit 18.

図7は、この試料分析方法の実施形態における検出信号の一例を示した図である。縦軸は検出信号強度を示す。横軸は泳動時間を示す。   FIG. 7 is a diagram showing an example of a detection signal in the embodiment of the sample analysis method. The vertical axis represents the detection signal intensity. The horizontal axis indicates the migration time.

図7において、図5についての説明と同様に、第1色素系列(実線)において一方のマーカーの検出信号MA、測定対象フラグメントの検出信号S、他方のマーカーの検出信号MBがそれぞれ現れている。また、第2色素系列(波線)において測定対象リファレンスの検出信号SRが現れている。ただし、この実施形態における試料には混入されていないマーカーリファレンスの検出信号は現れていない。   In FIG. 7, as in the description of FIG. 5, the detection signal MA of one marker, the detection signal S of the measurement target fragment, and the detection signal MB of the other marker appear in the first dye series (solid line). In addition, the detection signal SR of the measurement target reference appears in the second dye series (dashed line). However, a marker reference detection signal that is not mixed in the sample in this embodiment does not appear.

算出部26は、第1色素と第2色素の既知検出信号強度比と、測定対象フラグメントの検出信号と測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて測定対象フラグメントの濃度を算出する(ステップS15)。   The calculation unit 26 is based on the known detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye, the detection signal intensity ratio of the detection signal of the measurement target fragment and the detection signal of the measurement target reference, and the known concentration of the measurement target reference. Thus, the concentration of the measurement target fragment is calculated (step S15).

例えば、測定対象フラグメントの濃度CSは次の式(2)で算出され得る。
S =k(SS/SSR)×CSR …(2)
上記式(2)において、SSは測定対象フラグメントの検出信号Sの面積である。SSRは測定対象リファレンスの検出信号SRの面積である。kは第1色素と第2色素の既知検出信号強度比である。CSRは測定対象リファレンスの既知濃度である。
For example, the concentration C S of the measurement target fragment can be calculated by the following equation (2).
C S = k (S S / S SR ) × C SR (2)
In the above equation (2), S S is the area of the detection signal S of the measurement target fragment. SSR is the area of the detection signal SR of the measurement target reference. k is a known detection signal intensity ratio between the first dye and the second dye. CSR is the known concentration of the reference to be measured.

このように、このキャピラリー電気泳動による試料分析方法の実施形態は、エレクトロカイネティック法によってキャピラリー流路2に試料が導入された場合であっても測定対象フラグメントの定量性を向上させることができる。   Thus, this embodiment of the sample analysis method by capillary electrophoresis can improve the quantitativeness of the measurement target fragment even when the sample is introduced into the capillary channel 2 by the electrokinetic method.

キャピラリー電気泳動による試料分析方法の実施形態で用いられるキャピラリー電気泳動装置は図2に示された装置に限定されない。他のキャピラリー電気泳動装置の構成例について説明する。   The capillary electrophoresis apparatus used in the embodiment of the sample analysis method by capillary electrophoresis is not limited to the apparatus shown in FIG. A configuration example of another capillary electrophoresis apparatus will be described.

図8は、キャピラリー電気泳動装置の他の実施形態の構成例を説明するための概略的な構成図である。図8において、図2と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。このキャピラリー電気泳動装置では複数のキャピラリー流路が形成されたプレートが用いられる。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram for explaining a configuration example of another embodiment of the capillary electrophoresis apparatus. In FIG. 8, parts having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In this capillary electrophoresis apparatus, a plate in which a plurality of capillary channels are formed is used.

例えばガラスからなる基板28内に複数のキャピラリー流路2が互いに交差しないように配列されている。キャピラリー流路2の寸法は、例えば幅が90μm、深さが40μmある。キャピラリー流路2は基板28の長手方向に延び、アノード側からカソード側に向かって広がる放射状の領域に互いに交差しないように複数本、例えば384本が配列されている。   For example, a plurality of capillary channels 2 are arranged in a substrate 28 made of glass so as not to cross each other. For example, the capillary channel 2 has a width of 90 μm and a depth of 40 μm. The capillary channel 2 extends in the longitudinal direction of the substrate 28, and a plurality of, for example, 384 capillaries are arranged so as not to cross each other in a radial region extending from the anode side toward the cathode side.

基板28の表面に、キャピラリー流路2のカソード側の端部の位置に対応してバッファ液容器4が取りつけられている。また、キャピラリー流路2のアノード側の端部の位置に対応してバッファ液容器6が取りつけられている。   A buffer solution container 4 is attached to the surface of the substrate 28 corresponding to the position of the end of the capillary channel 2 on the cathode side. A buffer solution container 6 is attached corresponding to the position of the end of the capillary channel 2 on the anode side.

バッファ液容器4,6は上部が開口した容器を構成している。バッファ液容器4,6はそれぞれ泳動バッファ液を収容し、底部において泳動バッファ液を介してキャピラリー流路2の端部と電気的に導通するようになっている。   The buffer liquid containers 4 and 6 constitute a container having an open top. Each of the buffer liquid containers 4 and 6 accommodates an electrophoresis buffer solution, and is electrically connected to the end of the capillary channel 2 through the electrophoresis buffer solution at the bottom.

カソード側のバッファ液容器4はその底部にキャピラリー流路2の一端につながる複数個の開口2aが配置されている(図8(B)及び(C)を参照。)。この例では開口2aの数は384個である。開口2aはそれぞれ試料分注位置を構成する。バッファ液容器4は全ての開口2aが配置されている領域を囲む1つの容器となっている。アノード側のバッファ液容器6もその底部でキャピラリー流路2の他端とつながっている。   A plurality of openings 2 a connected to one end of the capillary channel 2 are disposed at the bottom of the buffer solution container 4 on the cathode side (see FIGS. 8B and 8C). In this example, the number of openings 2a is 384. Each of the openings 2a constitutes a sample dispensing position. The buffer liquid container 4 is a single container that surrounds a region where all the openings 2a are disposed. The buffer solution container 6 on the anode side is also connected to the other end of the capillary channel 2 at the bottom.

基板28の材質は例えば石英ガラス又はホウ珪酸系ガラスである。また、基板28の材質として、ガラスに替えて樹脂などの他の材質のものを用いることもできる。ここでは泳動分離された成分を光学的に検出するので、基板28の材質として光透過性を有するものが選択される。ただし、光学的検出器以外の検出手段を使用する場合は、基板28の材質は光透過性を有するものに限定されない。   The material of the substrate 28 is, for example, quartz glass or borosilicate glass. Further, as the material of the substrate 28, another material such as a resin can be used instead of glass. Here, since the components separated by electrophoresis are optically detected, a material having optical transparency is selected as the material of the substrate 28. However, when using a detection means other than the optical detector, the material of the substrate 28 is not limited to one having optical transparency.

例えば、基板28は2枚のガラス板を張り合わせたものとすることができる。キャピラリー流路2は一方のガラス板の接合面に写真製版技術とエッチング技術(ウエットエッチング又はドライエッチング)によって形成することができる。また、開口2aなどは、同じガラス板又は他方のガラス板に対して、キャピラリー流路2の両端の位置に対応する位置に、例えばエッチングやサンドブラスト、レーザドリルなどの方法により貫通穴として形成することができる。   For example, the substrate 28 may be a laminate of two glass plates. The capillary channel 2 can be formed on the joining surface of one glass plate by photolithography and etching techniques (wet etching or dry etching). The openings 2a and the like are formed as through holes in the same glass plate or the other glass plate at positions corresponding to the positions of both ends of the capillary channel 2 by a method such as etching, sandblasting, or laser drilling. Can do.

キャピラリー流路2のアノード側のバッファ液容器6側の検出位置に例えばレーザ励起蛍光検出器などの検出器16が配置されている。検出器16は標識されたフラグメントをキャピラリー流路2ごとに検出可能なものである。また、図2を参照して説明したキャピラリー電気泳動装置と同様に、電源装置8、制御部18、入力部20及び表示部22が設けられている。   A detector 16 such as a laser excitation fluorescence detector is disposed at a detection position on the buffer liquid container 6 side on the anode side of the capillary channel 2. The detector 16 can detect a labeled fragment for each capillary channel 2. Moreover, the power supply device 8, the control part 18, the input part 20, and the display part 22 are provided similarly to the capillary electrophoresis apparatus demonstrated with reference to FIG.

このキャピラリー電気泳動装置の動作について簡単に説明する。
泳動に先立ちキャピラリー流路2の一端に試料を注入するために、例えばピペッタ機構によって試料が試料分注用の開口2aに注入される。その後、開口2aに注入されている試料にそれぞれ電極の先端が浸され、アノード側のバッファ液容器6の泳動バッファ液に浸された電極との間に所定の電圧が印加され、エレクトロカイネティック法によって試料がキャピラリー流路2内に導入される。
The operation of this capillary electrophoresis apparatus will be briefly described.
In order to inject a sample into one end of the capillary channel 2 prior to electrophoresis, the sample is injected into the sample dispensing opening 2a by, for example, a pipetter mechanism. Thereafter, the tip of each electrode is immersed in the sample injected into the opening 2a, and a predetermined voltage is applied between the electrode immersed in the migration buffer solution of the buffer solution container 6 on the anode side, and the electrokinetic method is applied. Thus, the sample is introduced into the capillary channel 2.

試料分注用開口2a内に残留している試料が例えばアスピレータなどの吸引機構により吸引して除去される。その後、カソード側のバッファ液容器4内に泳動バッファ液が供給される。電源装置8によってキャピラリー流路2の両端に泳動バッファ液を介して電圧が印加され、キャピラリー流路2内で試料に含まれる成分が電気泳動される。検出位置まで泳動された試料成分が検出器16によってキャピラリー流路2ごとに検出される。制御部18の算出部26は、例えば図1又は図7を参照して説明した試料分析方法の実施形態での説明と同様にして、キャピラリー流路2ごと測定対象フラグメントの濃度を算出する。   The sample remaining in the sample dispensing opening 2a is removed by suction with a suction mechanism such as an aspirator. Thereafter, the electrophoresis buffer solution is supplied into the buffer solution container 4 on the cathode side. A voltage is applied to both ends of the capillary channel 2 by the power supply device 8 via the electrophoresis buffer solution, and the components contained in the sample are electrophoresed in the capillary channel 2. The sample component migrated to the detection position is detected for each capillary channel 2 by the detector 16. The calculation unit 26 of the control unit 18 calculates the concentration of the measurement target fragment for each capillary channel 2 in the same manner as described in the embodiment of the sample analysis method described with reference to FIG. 1 or FIG.

以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における構成、配置、数値、材料等は一例であり、本発明はこれ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本発明の範囲内で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the structure, arrangement | positioning, a numerical value, material, etc. in embodiment are examples, This invention is not limited to this, This invention described in the claim Various changes can be made within the range.

例えば上記実施形態では、ピーク面積に基づいて測定対象フラグメントの濃度が算出されているが、ピーク高さ又はピーク面積及びピーク高さに基づいて測定対象フラグメントの濃度が算出されてもよい。   For example, in the above embodiment, the concentration of the measurement target fragment is calculated based on the peak area. However, the concentration of the measurement target fragment may be calculated based on the peak height or the peak area and the peak height.

なお、本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置及びキャピラリー電気泳動による試料分析方法は、試料の導入がクロスインジェクション法によって行われる場合にも有効である。   Note that the capillary electrophoresis apparatus and the sample analysis method using capillary electrophoresis according to the embodiment of the present invention are also effective when the sample is introduced by the cross injection method.

また、本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置は上記試料を分析するための専用装置に限定されない。本発明の実施形態のキャピラリー電気泳動装置は、上記試料を分析可能な機能に加えて、上記試料とは異なる試料を電気泳動によって分析可能な機能を備えていてもよい。   Further, the capillary electrophoresis apparatus according to the embodiment of the present invention is not limited to a dedicated apparatus for analyzing the sample. The capillary electrophoresis apparatus according to the embodiment of the present invention may have a function of analyzing a sample different from the sample by electrophoresis in addition to the function of analyzing the sample.

2 キャピラリー流路
16 検出器
28 算出部
2 Capillary flow path 16 Detector 28 Calculation unit

Claims (6)

キャピラリー流路に試料を導入した後、前記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動装置であって、
前記試料として、
第1色素で標識された測定対象成分と、
前記第1色素とは異なる第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、
前記第1色素で標識され、かつ前記測定対象成分とは異なる電気泳動移動度をもつマーカー成分と、
前記第2色素で標識され、かつ前記マーカー成分との濃度比が既知のマーカーリファレンスと、を含むものが用いられるときに、
前記測定対象成分、前記測定対象リファレンス、前記マーカー成分及び前記マーカーリファレンスをそれぞれ検出する検出器と、
前記マーカー成分と前記マーカーリファレンスとの濃度比と前記マーカー成分の検出信号と前記マーカーリファレンスの検出信号とによって得られる前記第1色素と前記第2色素の検出信号強度比と、前記測定対象成分の検出信号と前記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、前記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて前記測定対象成分の濃度を算出する算出部と、を備えたキャピラリー電気泳動装置。
A capillary electrophoresis apparatus for detecting a component contained in a sample by applying a voltage between both ends of the capillary channel after introducing the sample into the capillary channel,
As the sample,
A measurement target component labeled with a first dye;
A measurement target reference labeled with a second dye different from the first dye and having a known concentration;
A marker component labeled with the first dye and having an electrophoretic mobility different from that of the measurement target component;
When a marker label that is labeled with the second dye and has a known concentration ratio with the marker component is used,
A detector for detecting the measurement target component, the measurement target reference, the marker component, and the marker reference;
The concentration ratio between the marker component and the marker reference, the detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye obtained by the detection signal of the marker component and the detection signal of the marker reference, and the measurement target component A capillary electrophoresis apparatus comprising: a detection signal intensity ratio between a detection signal and a detection signal of the measurement target reference; and a calculation unit that calculates the concentration of the measurement target component based on a known concentration of the measurement target reference.
キャピラリー流路に試料を導入した後、前記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動装置であって、
前記試料として、
第1色素で標識された測定対象成分と、
前記第1色素とは異なる色素でありかつ同濃度の前記第1色素との検出信号強度比が既知の第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、を含むものが用いられるときに、
前記測定対象成分及び前記測定対象リファレンスをそれぞれ検出する検出部と、
前記第1色素と前記第2色素の既知検出信号強度比と、前記測定対象成分の検出信号と前記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、前記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて前記測定対象成分の濃度を算出する算出部と、を備えたキャピラリー電気泳動装置。
A capillary electrophoresis apparatus for detecting a component contained in a sample by applying a voltage between both ends of the capillary channel after introducing the sample into the capillary channel,
As the sample,
A measurement target component labeled with a first dye;
A measurement target reference that is a dye different from the first dye, labeled with a second dye having a known detection signal intensity ratio with the first dye having the same concentration, and a component having a known concentration Is used when
A detection unit for detecting the measurement target component and the measurement target reference, and
Based on the known detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye, the detection signal intensity ratio of the detection signal of the measurement target component and the detection signal of the measurement target reference, and the known concentration of the measurement target reference A capillary electrophoresis apparatus comprising: a calculation unit that calculates the concentration of the measurement target component.
前記算出部は、前記検出信号の強度としてピークの面積もしくはピークの高さ又はその両方を用いる請求項1又は2に記載のキャピラリー電気泳動装置。   The capillary electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit uses a peak area and / or a peak height as the intensity of the detection signal. キャピラリー流路に試料を導入した後、前記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動による試料分析方法であって、
前記試料として、
第1色素で標識された測定対象成分と、
前記第1色素とは異なる第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、
前記第1色素で標識され、かつ前記測定対象成分とは異なる電気泳動移動度をもつマーカー成分と、
前記第2色素で標識され、かつ前記マーカー成分との濃度比が既知のマーカーリファレンスと、を含むものを用い、
前記測定対象成分、前記測定対象リファレンス、前記マーカー成分及び前記マーカーリファレンスをそれぞれ検出するステップと、
前記マーカー成分と前記マーカーリファレンスとの濃度比と前記マーカー成分の検出信号と前記マーカーリファレンスの検出信号とによって得られる前記第1色素と前記第2色素の検出信号強度比と、前記測定対象成分の検出信号と前記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、前記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて前記測定対象成分の濃度を算出するステップと、を含むキャピラリー電気泳動による試料分析方法。
A sample analysis method by capillary electrophoresis in which a sample is introduced into a capillary channel, and then a voltage is applied between both ends of the capillary channel to detect components contained in the sample by electrophoresis.
As the sample,
A measurement target component labeled with a first dye;
A measurement target reference labeled with a second dye different from the first dye and having a known concentration;
A marker component labeled with the first dye and having an electrophoretic mobility different from that of the measurement target component;
Using a marker reference that is labeled with the second dye and has a known concentration ratio with the marker component,
Detecting each of the measurement target component, the measurement target reference, the marker component, and the marker reference;
The concentration ratio between the marker component and the marker reference, the detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye obtained by the detection signal of the marker component and the detection signal of the marker reference, and the measurement target component A sample analysis method by capillary electrophoresis, comprising: a detection signal intensity ratio between a detection signal and a detection signal of the measurement target reference; and a concentration of the measurement target component based on a known concentration of the measurement target reference .
キャピラリー流路に試料を導入した後、前記キャピラリー流路の両端間に電圧を印加して試料に含まれる成分を電気泳動させて検出するキャピラリー電気泳動による試料分析方法であって、
前記試料として、
第1色素で標識された測定対象成分と、
前記第1色素とは異なる色素でありかつ同濃度の前記第1色素との検出信号強度比が既知の第2色素で標識され、かつ濃度が既知の成分である測定対象リファレンスと、を含むものを用い、
前記測定対象成分及び前記測定対象リファレンスをそれぞれ検出するステップと、
前記第1色素と前記第2色素の既知検出信号強度比と、前記測定対象成分の検出信号と前記測定対象リファレンスの検出信号の検出信号強度比と、前記測定対象リファレンスの既知濃度と、に基づいて前記測定対象成分の濃度を算出するステップと、を含むキャピラリー電気泳動による試料分析方法。
A sample analysis method by capillary electrophoresis in which a sample is introduced into a capillary channel, and then a voltage is applied between both ends of the capillary channel to detect components contained in the sample by electrophoresis.
As the sample,
A measurement target component labeled with a first dye;
A measurement target reference that is a dye different from the first dye, labeled with a second dye having a known detection signal intensity ratio with the first dye having the same concentration, and a component having a known concentration Use
Detecting each of the measurement target component and the measurement target reference;
Based on the known detection signal intensity ratio of the first dye and the second dye, the detection signal intensity ratio of the detection signal of the measurement target component and the detection signal of the measurement target reference, and the known concentration of the measurement target reference And a step of calculating the concentration of the component to be measured, and a sample analysis method by capillary electrophoresis.
前記検出信号の強度は、ピークの面積もしくはピークの高さ又はその両方である請求項4又は5に記載のキャピラリー電気泳動による試料分析方法。   The sample analysis method by capillary electrophoresis according to claim 4 or 5, wherein the intensity of the detection signal is a peak area and / or a peak height.
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