JP6755188B2 - キャピラリー電気泳動のための光学システム - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、概して、複数キャピラリーの電気泳動、または同様のアッセイ、試験、もしくは実験を行うためのシステム、デバイス、及び方法に関し、より具体的には、複数キャピラリーのキャピラリー電気泳動、または同様のアッセイ、試験、もしくは実験を行うための光学システム、デバイス、及び方法に関する。

キャピラリー電気泳動デバイスには、一般に、例えば、キャピラリーチャネルもしくはチャネルアレイ、キャピラリーを通って流れることが可能な媒体（例えば、ポリマー流体）を提供するための分離媒体源、試料注入機構、光学検出器システムまたは構成要素、電界を発生させるための電極、キャピラリーの一方の端部のアノード緩衝液源、ならびにキャピラリーのもう一方の端部のカソード緩衝液源を含む、ある特定の主要な構成要素が提供される。キャピラリー電気泳動デバイスには、一般に、前述の構成要素のうちの多くのものの温度を制御するための様々な加熱構成要素及び域も提供される。これらの構成要素のうちの多くのものの温度を制御することにより、結果の質を高めることができる。

現在のキャピラリー電気泳動デバイスは、これらの構成要素を収容するために複数の構造体が使用されており、これらの構造体を一緒に接続または連結させて、機能的なキャピラリー電気泳動デバイスが提供される。複数の構造体を用いることには不利な点がある。したがって、相互に接続される構造体の数を減らして、必要となる加熱域の数を減らし、ユーザが構造体を扱うことを減らし、構成要素の故障の可能性を減らし、気泡及び他のアーチファクトが装置に入ることを減らす、キャピラリー電気泳動装置を提供することが望ましい。

本明細書に使用されるとき、「放射源」という用語は、電磁放射の源、例えば、電磁スペクトルの可視、近赤外、赤外、及び／または紫外波長帯のうちの１つ以上内にある電磁放射の源を指す。本明細書に使用されるとき、「光源」という用語は、電磁スペクトルの可視帯内のピークまたは最大出力（例えば、力、エネルギー、または強度）を含むスペクトルから構成される電磁放射の源を指す。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
キャピラリー電気泳動アッセイを行うためのシステムであって、
電磁放射の源ビームを提供するように構成される、光源と、
１つ以上の標的分子または分子配列を含む複数のキャピラリーを受容するように構成される、インターフェースと、
使用時に前記源ビームから複数の出力ビームを生成し、前記出力ビームのそれぞれを、前記複数のキャピラリーのうちの対応するキャピラリーに誘導するように構成される、照明光学システムと、を備える、システム。
（項目２）
キャピラリー電気泳動アッセイを行うためのシステムであって、
電磁放射の複数の出力ビームを提供するように構成される、光源と、
アレイ検出器を備える、分光計と、
１つ以上の標的分子または分子配列を含むキャピラリーのアレイを受容するように構成される、インターフェースと、
使用時に前記複数の出力ビームのそれぞれを、前記複数のキャピラリーのうちの対応するキャピラリーに誘導するように構成される、照明光学システムと、
前記検出器において同時に複数のスペクトルを生成するように構成され、各スペクトルが、前記キャピラリーアレイのそれぞれのアレイに対応する、発光光学システムと、を備える、システム。
（項目３）
前記複数のキャピラリーをさらに備える、項目１または２に記載のシステム。
（項目４）
前記照明光学システムが、前記複数の出力ビームを生成するように構成されるビーム分割器を備える、項目１、２、３、または１０に記載のシステム。
（項目５）
前記照明光学システムが、前記複数の出力ビームを生成するように構成される回折光学素子を備える、項目１、２、３、または１０に記載のシステム。
（項目６）
前記照明光学システムが、前記複数の出力ビームを生成するように構成されるホログラフィック光学素子を備える、項目１、２、３、または１０に記載のシステム。
（項目７）
前記複数の出力ビームが、４つのビームを含む、項目１、２、３、または１０に記載のシステム。
（項目８）
前記複数の出力ビームの前記それぞれが、楕円形断面を特徴とする、項目１、２、３、または１０に記載のシステム。
（項目９）
前記複数の出力ビームの前記それぞれが、その他の出力ビームと平行である、項目１、２、３、または１０に記載のシステム。
（項目１０）
キャピラリー電気泳動アッセイを行うためのシステムであって、
電磁放射の複数の出力ビームを提供するように構成される、光源と、
１つ以上の標的分子または分子配列を含む複数のキャピラリーを受容するように構成される、インターフェースと、
使用時に前記複数の出力ビームのそれぞれを、前記複数のキャピラリーのうちの対応するキャピラリーに誘導するように構成される、照明光学システムと、
それぞれが前記キャピラリーのうちの対応するものと関連付けられている複数のファイバを備える分光計と、を備える、システム。

図１を参照すると、ある特定の実施形態では、キャピラリーアセンブリ、ホルダ、リボン、カートリッジ等には、キャピラリーアレイ、カソード、電極スリーブ、ポリマー／緩衝液源、及びポリマー導入機構（シリンジポンプとして示される）が含まれる。 図２は、例として、１つのキャピラリーアレイ及び１つのホルダカートリッジを備える４キャピラリーのアレイを示す。 図３は、本発明の実施形態によるキャピラリーアレイを示す。 図４は、水平型キャピラリーアレイの概略的な内部図を示す。 図５に示される例示的な実施形態におけるシステムは、通常は光源、ビーム成形器、ビーム分割器、励起及び発光光学素子、ならびに分光計システムを備える、光学システムを含む。 図６を参照すると、ビームのそれぞれの楕円形の断面は、長い方の軸または寸法が関連するキャピラリーの軸と垂直またはほぼ垂直に配向されるように、配向され得る。 図７に示されるように、ビーム焦点の長い方の径は、個々のキャピラリーの内径よりも大きくてもよい。 図８及び９を参照すると、リボン構成のキャピラリーアレイが示されており、これは、図５に示される機器のある特定の実施形態で使用され得る。 図８及び９を参照すると、リボン構成のキャピラリーアレイが示されており、これは、図５に示される機器のある特定の実施形態で使用され得る。 図１０及び１１を参照すると、ある特定の実施形態では、キャピラリーアレイホルダまたはカートリッジは、１つの方向を除いて全ての方向で移動を抑制または制限する、動的マウントを備える。 図１０及び１１を参照すると、ある特定の実施形態では、キャピラリーアレイホルダまたはカートリッジは、１つの方向を除いて全ての方向で移動を抑制または制限する、動的マウントを備える。 図１２を参照すると、ある特定の実施形態では、照明及び結像光学装置は、全く異なる経路に沿って配置される。

図面の詳細な説明
図１を参照すると、ある特定の実施形態では、キャピラリーアセンブリ、ホルダ、リボン、カートリッジ等には、キャピラリーアレイ、カソード、電極スリーブ、ポリマー／緩衝液源、及びポリマー導入機構（シリンジポンプとして示される）が含まれる。キャピラリーのカソード端部は、例えば、カソードキャピラリー端部が、試料から（キャピラリーに試料を充填するため）緩衝液へと（カソード端部を緩衝液中に挿入するため）に移動することができるように、カートリッジの外側に提供されてもよい。

図２を参照すると、キャピラリーアレイは、本発明の様々な実施形態による、カートリッジまたはホルダ内に配置される。この図は、例として、１つのキャピラリーアレイ及び１つのホルダカートリッジを備える４キャピラリーのアレイを示す。ある特定の実施形態では、カートリッジは、例えば、より高いスループットまたはより短いアッセイ泳動が得られるように、４つを上回るキャピラリー、例えば、８、１０、１２、１６、またはそれ以上のキャピラリーを含んでもよい。カートリッジまたはホルダは、注入端部及び検出器領域及び高圧ポリマー注入口が形成されるように、アレイの個々のキャピラリーの形状をカートリッジアセンブリ内に誘導する。図４に示されるように、キャピラリーは、例えば、試験、実験、泳動、またはアッセイ中に光学検出を提供する効率的より効率的な手段を提供するように、検出器領域では互いにより近接して配置されてもよい。

図３は、本発明の実施形態によるキャピラリーアレイを示す。キャピラリーアレイは、複数の四角形キャピラリーを、例えば、個々に注入針が装備されていてもよい複数の四角形で可撓性の溶融石英キャピラリーとして、備える。ある特定の実施形態では、四角形のキャピラリーには、電気運動性の試料の注入を行うために、ステンレス鋼電極が成形されてもよい。図３Ｂに示されるように、キャピラリーアレイは、例えば、レーザービームによって提供される、単一ビームの光または電磁照明によって照明されてもよい。そのような実施形態では、この図の上下からキャピラリーアレイを見ることによって、光学データを得ることができる。有利なことに、四角形のキャピラリーは、照明ビームが四角形キャピラリーを通るときに断面における偏差が、同じ屈折率及びキャピラリー内に含まれる流体を有する円形キャピラリーが生成する偏差よりも小さくなるように構成され得る。

図４（水平型キャピラリーアレイの概略的な内部図を示す）を参照すると、様々な実施形態により、キャピラリーアレイを保持し、キャピラリーシステムの様々な他の要素と通信するためのカートリッジが提供され得る。カートリッジには、キャピラリーアレイ及びポリマー／緩衝液リザーバが含まれ、ここでは、ポリマーがキャピラリーのためのポリマー及びアノード緩衝液の両方として機能する。カートリッジにはまた、注入から検出までの領域に、試料注入口／カソード端部から、充填用試料、キャピラリー洗浄剤（例えば、水）、及び電気泳動用緩衝液へのアクセスを可能にする単一の屈曲部が含まれる。カートリッジは、キャピラリー経路の少なくとも８０％における温度制御を提供するように構成され得る。カートリッジはまた、キャピラリーが互いにより近接する位置ならびにカートリッジ及び関連システムの操作中に使用されるポリマー／緩衝液の導入の付近に、光学アクセス部分を含む。

図１〜４に示されるキャピラリーアレイシステムの構築及び操作のさらなる詳細は、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ整理番号ＬＴ００８９７ ＰＲＯ（米国特許出願第６１／９４９，９６１号）として特定可能な同時係属中の仮特許出願に提供されており、この出願は、参照によりその全体が本明細書に組込まれる。
図５を参照すると、本発明のある特定の実施形態は、キャピラリー電気泳動、または同様のアッセイ、試験、もしくは実験を行うためのシステムまたは機器を含む。このシステムは、キャピラリーアレイホルダ、リボン、カートリッジ等内に格納、保持、または収容される、キャピラリーアレイを備える。キャピラリーアレイは、複数のキャピラリーまたはチャネル、例えば、少なくとも２つのキャピラリーまたはチャネルを備える。示される実施形態では、キャピラリーアレイは、４つのキャピラリーまたはチャネルを備えるが、しかしながら、より高いスループットまたは短いアッセイ泳動が得られるように、アレイには、４つを上回るキャピラリー、例えば、８、１０、１２、１６、またはそれ以上のキャピラリーが含まれてもよい。

図５に示される例示的な実施形態におけるシステムは、通常は光源、ビーム成形器、ビーム分割器、励起及び発光光学素子、ならびに分光計システムを備える、光学システムを含む。光学システムは、図１〜３に示されるカートリッジまたは上記に特定される仮特許出願であるＬｉｆｅ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのＬＴ００８９７ ＰＲＯに開示されるもののいずれかを含むがこれらに限定されない、１つ以上の種類のキャピラリーアレイ、キャピラリーホルダ、リボン、カートリッジ等とともに使用するための異なる実施形態で構成されてもよい。このシステムはまた、内部及び／または外部コンピュータまたはプロセッサといった電子的インターフェースを含んでもよい。外部コンピュータは、有線もしくは無線接続及び／またはネットワークもしくはクラウドに基づくシステムを介して、システムの他の部分に連結されてもよい。コンピュータは、光源、分光計、キャピラリーアレイホルダ、キャピラリーアレイの化学的及び／または電気的要素、ならびに関連する構成要素、試薬、試料等を含むがこれらに限定されない、システムの１つ以上の部分を操作するように構成され得る。

光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、キセノンもしくはハロゲンランプ、白熱灯光源等であってもよい。ある特定の実施形態では、光源は、ダイオードレーザー、例えば、（約）５０５ナノメートルの波長を有するダイオードレーザーである。光源は、単一の波長または波長範囲を示し得る。あるいは、光源は、同時または時間的に連続した方式のいずれかで、１つを上回る波長または波長範囲を示すように構成されてもよい。例えば、光源は、異なる波長または波長範囲を有する複数の光源を有してもよく、あるいは、１つ以上の光学フィルタまたはダイクロイックフィルタを含む、広帯域源を有してもよい。

光源からの光は、ビーム調整器またはビーム成形器を通過して、ビーム直径（複数可）、ビーム形状（例えば、円形もしくは楕円形）、所定の強度または力のプロファイル（例えば、定数、トップハット、ガウス等）を含むがこれらに限定されない、１つ以上の所定の光学特性がもたらされ得る。追加または代替として、ビーム調整器は、例えば、異なる色の光源をブレンドする、かつ／または照明の断面がより均一な出力ビームを提供するように構成される、ホモジナイザーを備えてもよい。示される実施形態では、ビーム成形器は、楕円形の断面または形状を有するビームを生成または提供するように構成される。楕円形状を生成または提供するために、ビーム成形器は、アナモルフィックビーム成形器を備えてもよい。アナモルフィックビーム成形器は、楕円形の断面を有するビーム（すなわち、ビームの断面が、一方の軸方向で、他方の垂直軸方向よりも広い）を生成するように構成される、１つ以上の円筒形レンズを備えてもよい。あるいは、ビーム成形器は、例えば、ビームの断面全体の強度または力が均一となるか、またはほぼ均一となる、線状焦点及び／または楕円形のビーム断面を提供するように構成される、Ｐｏｗｅｌレンズを備えてもよい。

加えて、ビーム成形器は、ビームの全ての直径が、ビーム成形器に入るビームの直径よりも大きくなるか、または小さくなるように、構成されてもよい。示される実施形態では、ビーム成形器を退出するビームは、コリメートされる。ある特定の実施形態では、ビーム成形器に入るビームもまたコリメートされるが、他の実施形態では、ビーム成形器に入るビームがコリメートされるのではなく、ビーム成形器によってコリメートされる。

示される実施形態では、ビーム成形器からの出力は、単一の入力ビームからのビーム分割器に複数の同一または類似のビームを生成するように構成される、ビーム分割器に入る。例として、ビーム分割器は、図５に示される４つのキャピラリーのそれぞれを照明するための４つの楕円形ビームを生成または提供するように構成される、１つ以上の回折光学素子、ホログラフィック光学素子等を備えてもよい。示される実施形態では、４つのビームは、同じかまたは類似の断面を有し、各ビームは、システムの光軸または光伝播の全方向に対して異なる角度で分散する。あるいは、ビーム分割器は、互いに平行であるか、または互いに対して収束する、複数のビームを生成するように構成されてもよい。示される実施形態では、ビーム分割器から出るビームは、コリメートされるが、しかしながら、ビームのうちのいくつかまたは全てが、代替として、ビーム分割器を出る際に収束または分散してもよい。

ビーム分割器からの分散するビームは、示される実施形態では、ミラーによって反射され、キャピラリーアレイに向かって誘導される。所望される場合、例えば、パッケージ化の制限事項を満たすために、４つのビームをキャピラリーアレイに向かって誘導するための追加のミラー及び／または回折素子が含まれてもよい。ビームは、ミラーに反射した後、図５に示されるレンズＬ１に到達するまで、分散を続ける。ミラーは、ダイクロイックミラー等であってもよく、これは、所定の波長の光または所定の波長範囲にわたる光を反射し、同時に所定の波長または波長範囲該の光または他の電磁放射を透過するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ミラーは、例えば、光源が１つを上回る異なる波長または波長範囲を有する場合に、１つを上回る所定の波長または波長範囲を有するダイクロイックミラーである。示される実施形態では、励起ビームは、ミラーによって反射され、一方でキャピラリーアレイから放出された光または放射（例えば、蛍光性の光または放射）は、ミラーにより透過されるか、または大部分が透過される。あるいは、キャピラリーアレイの位置は、ビーム分割器の光軸に沿って配置されてもよく、ミラーは、励起ビームを透過させるか、または大部分を透過させ、一方でキャピラリーアレイから放出された光または放射を反射するように構成され得る。

示される実施形態では、ビーム分割器を起源とする楕円形のビームは、レンズＬ１に入るとそれぞれがコリメートされるが、互いに分散する。そのような実施形態では、レンズＬ１は、図５の拡大図に示されるように、各ビームのそれぞれを、それぞれのキャピラリーまたはその付近に集めるように構成され得る。加えて、レンズＬ１及びビーム分割器から出るビームは、個々のビームが、それぞれ、互いに対してコリメートされるように、構成されてもよい（例えば、図５の４つのビームは、全てが、レンズＬ１を出た後、互いに平行に移動し得る）。

ある特定の実施形態では、キャピラリーのうちの少なくともいくつかは、１つ以上の蛍光色素、プローブ、マーカー等を含み、これらは、所与の時点で存在している１つ以上の標的分子または分子配列の量に比例した蛍光シグナルを生成するように選択され得る。キャピラリーのうちの一部または全てにおいて生成された蛍光シグナル（複数可）、光、または放射は、分光計によって受信できるようにレンズＬ１及びミラーを通って戻るように誘導され得る。

レンズＬ１を通った後、蛍光放射は、次いで、１つ以上の放出フィルタを通って伝播され、第２のレンズＬ２を使用して、放射が像平面に再び映し出される。電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器等のアレイ検出器を含み得る検出器は、さらなる処理のために像平面またはその付近に配置され得る。示される実施形態では、像平面での放射は、分光計によって受信され、この分光計は、異なる蛍光色素、プローブ、マーカーが作り出した、例えば、ＤＮＡまたはＲＮＡ塩基（例えば、アデニン、チミン（もしくはウラシル）、シトシン、及びグアニン）に対応する色素、プローブ、マーカーによって作り出したシグナルを、分離するように構成され得る。

分光計は、複数のファイバを含んでもよく、ここで、各ファイバは、キャピラリーアレイからのキャピラリーのうちの対応するものと関連付けられてもよい（例えば、それらからの放射を受信することができる）。ファイバを用いることで、キャピラリーからの放射が、次いで、分光計へと移送され、ここで、波長によって検出器（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等のアレイ検出器）へと分散される。示される実施形態では、複数のファイバは、２つのファイババンドルであるＦＢ１及びＦＢ２を備え、各バンドルは、複数のファイバ（示される実施形態ではそれぞれ２つのファイバ）を含む。ＦＢ１のファイバからの放射が分光計の一方の側に入り、ＦＢのもう一方のファイバからの放射が、分光計の反対側に入る。この方式では、ファイバ（キャピラリー）のそれぞれからのスペクトルは、検出器の異なる部分へと誘導される。この構成により、有利なことに、複数のキャピラリーのそれぞれからのスペクトルが、同時に生成され、１つまたは少ない数のアレイ検出器において検出されることが可能となる。

レンズＬ１とＬ２との間に配置される放出フィルタは、光源からの光を遮断または減弱させ、それによって、分光計により受信される光源からの大体の光を排除または減少させるように構成され得る。ある特定の実施形態では、レンズＬ１及びＬ２の焦点距離は、異なるキャピラリーまたはキャピラリーからの光が拡大されたものを生成するように（例えば、拡大または縮小された像を生成するために）選択される。例えば、レンズＬ１は、レンズＬ２の開口数（ＮＡ）の２倍であるＮＡを有し、結果として２倍のシステム拡大率をもたらすように選択され得る。ある特定の実施形態では、レンズＬ１は０．４のＮＡを有し、レンズＬ２は０．２のＮＡを有する。一部の実施形態では、レンズＬ１、Ｌ２の焦点距離またはＮＡは、（１）所定のサイズまたは径を有するキャピラリーアレイまたはその付近に焦点スポットまたは焦点ポイントを提供し、（２）同時に、分光計のＮＡ及び／または光を分光計に移送するために使用される光ファイバシステムのＮＡと整合するＮＡを提供するように、選択され得る。

図５に示されるように、全光学システム及びカートリッジが、共通の機器ハウジング内に配置されてもよい。共通のハウジングは、キャピラリーアレイから分光計への放射または光の移送を可能にするための開口部またはポートを含み得る。分光計は、図５に示されるように、別個のハウジングに格納されてもよく、または光学システムと同じ機器ハウジング内に含まれてもよい。図５に示される実施形態とは対照的に、キャピラリーアレイ及び／または関連するハードウェアの一部は、機器ハウジングの外側に配置されてもよく、その場合、機器ハウジングの開口部またはポートを介して、機器とのインターフェースが提供され得る。

図６を参照すると、ビームのそれぞれの楕円形の断面は、長い方の軸または寸法が関連するキャピラリーの軸と垂直またはほぼ垂直に配向されるように、配向され得る。ビーム及び焦点のこの配向は、有利なことに、ビームに対するキャピラリーアレイの配列の過敏さを低減させることがわかっている。図６に示される例示的な実施形態では、ビーム焦点の長い方の径は、個々のキャピラリーの内径よりも小さい。あるいは、図７に示されるように、ビーム焦点の長い方の径は、個々のキャピラリーの内径よりも大きくてもよい。図７はまた、ある特定の実施形態については、アレイ内のキャピラリーの径及びピッチも示す。示される実施形態でわかるように、キャピラリーの内径は、５０マイクロメートルであるが、集束ビームは、約１００マイクロメートルの径を有する。

図８及び９を参照すると、リボン構成のキャピラリーアレイが示されており、これは、図５に示される機器のある特定の実施形態で使用され得る。リボンは、機器と直接に通信するように構成されてもよく、あるいは、機器と通信し、かつ／または機器に連結されている、キャリアまたはカートリッジ内に配置されてもよい。図９に示されるように、リボンは、アレイのキャピラリー間に所定の配列及び／または間隔が提供されるように個々のキャピラリーを受容するように構成される、Ｖ字溝ブロック、固定具、または配設を有してもよい。キャピラリーをリボン内に維持することを助けるように構成され得る、締結特徴部が示されている。Ｖ字溝ブロックもまた、キャピラリーと、関連する光または放射ビームとの整列において既知の許容誤差を提供する様式で、機器を係合させるのに使用される、配列タブまたは同様の特徴部を備え得る。例えば、タブは、ビームに対するキャピラリーの横方向位置の所定の許容誤差及び／または所定の角度許容誤差を提供するように構成され得る。

図１０及び１１を参照すると、ある特定の実施形態では、キャピラリーアレイホルダまたはカートリッジは、１つの方向を除いて全ての方向で移動を抑制または制限する、動的マウントを備える。示される実施形態でわかるように、動的マウントは、個々のキャピラリーの長さに対して垂直な方向でのキャピラリーアレイの移動を可能にするが、他の方向の動きを排除もしくは制限する、かつ／またはキャピラリーアレイの角度のある配置または動きを排除もしくは制限する。図１０Ｂ及び１１Ｂに示されるように、動的マウントは、有利なことに、照明ビームに対して既知の位置で固定して、キャピラリーアレイを照明ビームに対して所定の位置に動かすことを可能にする。そのような構成は、整列プロセス中にキャピラリーアレイが回転することを低減または排除するようにも構成され得る。

上に説明された上述の受動的整列機構とは対照的に、ある特定の実施形態では、キャピラリー及び／またはキャピラリーアレイの整列は、能動的整列を用いて達成される。例えば、キャピラリーのうちの１つ以上からのシグナルを用いて、照明ビームとキャピラリーとの間の整列の程度を判定することができる。整列プロセスまたはステップ中に生成されるシグナルは、キャピラリーアレイのうちの１つ以上、１つ以上の個々のキャピラリー、１つ以上の照明ビーム、キャピラリーカートリッジ、または機器ハウジング内に配置される枠もしくは支持体の一部分を移動させる移動機構とともに用いることができる。キャピラリーのうちの１つ以上と１つ以上の照明ビームとの間に相対運動が誘導されると、一連の光学測定が行われ得る。この様式では、整列の程度は、キャピラリーのうちの１つ以上と照明ビームのうちの１つ以上との間の相対位置が変化したときに生成される、１つ以上のシグナルの強度を監視することに基づいて、判定及び／または選択され得る。ある特定の実施形態では、そのような能動的整列プロセスは、ラマンスペクトルを見出す、かつ／またはそのピークに達するように、キャピラリー壁散乱シグネチャを用いて達成され得る。

一部の実施形態では、図５〜７に示される異なるキャピラリーに入る照明または励起ビームのうちの２つ以上は、異なる照明ビームについて別個の光源または放射源を使用して、独立して生成される。追加または代替として、独立して生成された、キャピラリーへの照明または励起ビームは、それぞれに対して異なる光学素子、例えば、別個のビーム成形器、別個のミラー、別個のレンズ等を用いることができる。そのような実施形態では、共通の光源を用いてもよいが、異なる分路で、それぞれが専用の別個の光学素子及び／または調整素子を有する異なる光路へと入る。そのような実施形態では、それぞれ別個の照明または励起ビームは、それぞれのビームをその対応するキャピラリーに整列させるために受動的もしくは能動的プロセス及び／またはハードウェアを用いることができ、例えば、上述の整列デバイスまたは手順のうちの１つ以上を用いてもよい。そのようなシステム及び方法は、有利なことに、キャピラリー及び関連するカートリッジまたはホルダの設計及び構成において、高い柔軟性が許容される。

図１２を参照すると、ある特定の実施形態では、照明及び結像光学装置は、全く異なる経路に沿って配置される。ある特定の実施形態では、図１２のシステムは、２つ以上のキャピラリーと、２つ以上のキャピラリーのうちの対応するものを照明する複数の照明または励起ビームを生成するための複数のＬＥＤまたは他の光源とを備える。追加または代替として、２つ以上のキャピラリーのそれぞれは、専用の分光計を有してもよい。そのようなシステムでは、有利なことに、キャピラリー及び関連するカートリッジまたはホルダの設計及び構成において、高い柔軟性が許容される。

上記は、本発明を実行することが企図される最良の様式、ならびにそれを作製及び使用する様式及びプロセスに関する説明を、本発明が属する技術分野のあらゆる当業者が本発明を作製及び使用することができるような、完全、明白、簡潔、かつ正確な用語で、提示する。しかしながら、本発明は、上記に説明されるものからの修正形及び代替的な構成が可能であり、これらは、完全に同等である。結果として、本発明を、開示される特定の実施形態に限定することは意図されていない。それどころか、本発明の主題を具体的に指摘し、明瞭に主張する以下の特許請求の範囲によって一般的に表現されるような、本発明の趣旨及び範囲内に含まれる修正形及び代替的な構成を網羅することが意図される。

Claims (10)

1. キャピラリー電気泳動アッセイを行うためのシステムであって、
   電磁放射の源ビームを提供するように構成される、光源と、
   １つ以上の標的分子または分子配列を含む複数のキャピラリーを受容するように構成される、インターフェースと、
   使用時に前記源ビームから複数の出力ビームを生成し、前記出力ビームのそれぞれを、前記複数のキャピラリーのうちの対応するキャピラリーに誘導し、各キャピラリーおいて生成された蛍光シグナルを誘導するように構成される、照明光学システムと、を備え、
   前記照明光学システムは、前記複数の出力ビームの各出力ビームを前記対応するキャピラリーの位置または前記対応するキャピラリーの付近の位置に集めるように構成された第１のレンズ（Ｌ１）をさらに有し、前記照明光学システムは、放出フィルタと第２のレンズ（Ｌ２）とをさらに有し、前記放出フィルタは、前記第１のレンズ（Ｌ１）と前記第２のレンズ（Ｌ２）との間に位置しており、前記第１のレンズ（Ｌ１）、前記第２のレンズ（Ｌ２）、および前記放出フィルタは、各キャピラリーにおいて生成された前記蛍光シグナルを誘導する経路に配置されている、システム。
2. キャピラリー電気泳動アッセイを行うためのシステムであって、
   電磁放射の源ビームを提供するように構成される、光源と、
   アレイ検出器を備える、分光計と、
   １つ以上の標的分子または分子配列を含むキャピラリーのアレイを受容するように構成される、インターフェースと、
   使用時に前記源ビームから複数の出力ビームを生成し、前記複数の出力ビームのそれぞれを、前記複数のキャピラリーのうちの対応するキャピラリーに誘導し、各キャピラリーおいて生成された蛍光シグナルを前記分光計に誘導するように構成される、照明光学システムと、
   前記検出器において同時に複数のスペクトルを生成するように構成され、各スペクトルが、前記キャピラリーアレイのそれぞれのキャピラリーに対応する、発光光学システムと、を備え、
   前記照明光学システムは、前記複数の出力ビームの各々を前記対応するキャピラリーの位置または前記対応するキャピラリーの付近の位置に集めるように構成された第１のレンズ（Ｌ１）をさらに有し、前記照明光学システムは、放出フィルタと第２のレンズ（Ｌ２）とをさらに有し、前記放出フィルタは、前記第１のレンズ（Ｌ１）と前記第２のレンズ（Ｌ２）との間に位置しており、前記第１のレンズ（Ｌ１）、前記第２のレンズ（Ｌ２）、および前記放出フィルタは、各キャピラリーにおいて生成された前記蛍光シグナルを前記分光計に誘導する経路に配置されている、システム。
3. 前記複数のキャピラリーをさらに備える、請求項１または２に記載のシステム。
4. キャピラリー電気泳動アッセイを行うためのシステムであって、
   電磁放射の源ビームを提供するように構成される、光源と、
   １つ以上の標的分子または分子配列を含む複数のキャピラリーを受容するように構成される、インターフェースと、
   使用時に前記源ビームから複数の出力ビームを生成し、前記複数の出力ビームのそれぞれを、前記複数のキャピラリーのうちの対応するキャピラリーに誘導するように構成される、照明光学システムと、
   それぞれが前記キャピラリーのうちの対応するものと関連付けられている複数のファイバを備える分光計と、を備え、
   前記照明光学システムは、使用時に各キャピラリーおいて生成された蛍光シグナルを前記分光計に誘導するようにさらに構成され、
   前記照明光学システムは、前記複数の出力ビームの各々を前記対応するキャピラリーの位置または前記対応するキャピラリーの付近の位置に集めるように構成された第１のレンズ（Ｌ１）をさらに有し、前記照明光学システムは、放出フィルタと第２のレンズ（Ｌ２）とをさらに有し、前記放出フィルタは、前記第１のレンズ（Ｌ１）と前記第２のレンズ（Ｌ２）との間に位置しており、前記第１のレンズ（Ｌ１）、前記第２のレンズ（Ｌ２）、および前記放出フィルタは、各キャピラリーにおいて生成された前記蛍光シグナルを前記分光計に誘導する経路に配置されている、システム。
5. 前記照明光学システムが、前記複数の出力ビームを生成するように構成されるビーム分割器を備える、請求項１、２、３、または４に記載のシステム。
6. 前記照明光学システムが、前記複数の出力ビームを生成するように構成される回折光学素子を備える、請求項１、２、３、または４に記載のシステム。
7. 前記照明光学システムが、前記複数の出力ビームを生成するように構成されるホログラフィック光学素子を備える、請求項１、２、３、または４に記載のシステム。
8. 前記複数の出力ビームが、４つのビームを含む、請求項１、２、３、または４に記載のシステム。
9. 前記複数の出力ビームの前記それぞれが、楕円形断面を特徴とする、請求項１、２、３、または４に記載のシステム。
10. 前記複数の出力ビームの前記それぞれが、その他の出力ビームと平行である、請求項１、２、３、または４に記載のシステム。